بررسی تحلیلی و آزمایشگاهی تیرهای عمیق بتن مسلح دارای گشودگیهای دایروی CFRPتقویت شده با ورق های

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.22065/jsce.2020.200210.1941

چکیده

ایجاد گشودگی در تیرهای عمیق بتنی به منظور عبور تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی و دیگر دلایل معماری باعث کاهش ظرفیت باربری این اعضا می‌شود؛ از جمله روش‌های مورد استفاده برای جبران این نقص، تقویت این اعضا با ورق‌های CFRP است که کارایی بالای آن‌ها در افزایش مقاومت و شکل‌پذیری اجزای بتنی در بسیاری از تحقیقات گذشته به اثبات رسیده است. در این پژوهش با انجام آزمایش بارگذاری تک نقطه‌ای مونوتونیک بر روی 5 عدد تیر عمیق بتن مسلح با ابعاد mm100x500x1200 و دارای یک زوج گشودگی دایروی به قطر 200 میلی‌متر ، به بررسی روش و جهت نصب ورق‌های تقویتی CFRP و اثر آن‌ها بر روی رفتار این تیرها پرداخته شده است. روش‌های مورد بررسی در این تحقیق شامل آماده‌سازی سطحی EBR و شیارزنی از نوع EBROG بوده که به دو صورت دورپیج و مورب مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده تاثیر گشودگی‌ها در کاهش حدود 59 درصدی ظرفیت باربری و 66 درصدی جذب انرژی است؛ همچنین در حالی‌که دورپیچ نمونه توانایی افزایش 27 درصدی ظرفیت باربری را نسبت به نمونه بدون تقویت داشته است، آرایش مورب این مقدار را تا حدود 43 درصد افزایش داده است که از مود گسیختگی نمونه‌ها به وضوح اثر شیارها در این کارایی مشخص است. علاوه بر بررسی آزمایشگاهی، در این تحقیق مدلی تحلیلی بر مبنای مودهای محتلف شکست تیر عمیق ارائه شده است که با استفاده از آن و با دقت مناسبی می‌توان ظرفیت نهایی تیرهای عمیق را پیش بینی کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Theoretical and experimental study on strengthening of deep beams with openings by FRP composites

نویسندگان [English]

  • abolfazl arabzade 1
  • hamid karimizadeh 2
2 civil engineering dept. , Tarbiat modares uni. tehran, iran
چکیده [English]

The high depth created favorable space for placing the openings which are to provide some capabilities such as mechanical and electrical installations, but these openings reduced load bearing capacity of the beams. One solution to the mentioned shortcoming is to use FRP-Composite sheets; the effect of FRP-Composites in improving load bearing and ductility of concrete members such as columns and beams is approved in previous investigations. This study utilizes the CFRP sheets to compensate for weakness arisen from the created openings. To this end, 5 deep beams with 10x50x120 cm dimensions, each having two circular openings with 20 cm diameter placed in symmetrical order, are constructed and undergone a three-point monotonic bending. The Externally Bounded Reinforcement (EBR) and Externally Bounded Reinforcement on Grooves (EBROG) methods have been utilized to install the FRP sheets in two configurations being wrapped around and inclined. The results have shown the superiority of EBROG method as well as the efficiency of the inclined orientation of strengthening sheets in increasing the load bearing-capacity. Also, Shear failure was the type of failure in beams and it has been observed that generally, diagonal cracks, which lead to the strut formation, tend to be formed in the beams. The cracks started from the support plates and propagated towards the loading plate. In addition to the extended cracking, the strengthened specimens have experienced debonding and failure in their composite strips. The strengthening strips have experienced failure in the wrapped specimen as a result of providing suitable confinement and leaving no chance for strip debonding as well as in the specimen with inclined strengthening strips as a result of the high efficiency of tensile stresses on the strips. Compared to the related non- strengthened specimens, the load bearing capacity increase arising from inclined orientation is 40% to 43%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reinforced concrete deep beams
  • opening
  • CFRP composites
  • EBR method
  • EBROG method

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 27 بهمن 1398
  • تاریخ دریافت: 11 شهریور 1398
  • تاریخ بازنگری: 01 بهمن 1398
  • تاریخ پذیرش: 27 بهمن 1398