بررسی تاثیر میلگردهای CFRP بر ظرفیت برش سوراخ کننده در دال های بتن مسلح تخت

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد مهندسی عمران-سازه، موسسه آموزش عالی رحمان، رامسر، ایران

2 استاد و عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 استادیار و عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران و معماری، موسسه آموزش عالی رحمان، رامسر، ایران

10.22065/jsce.2022.327393.2719

چکیده

هدف از پژوهش حاضر بررسی رفتار اتصالات ستون-دال بتن مسلح ‌تخت تحت برش سوراخ‌کننده می‌باشد. تعداد 49 نمونه‌ی اتصال ستون-دال بتن مسلح تخت با استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود ABAQUS شبیه‌سازی شدند. تعداد 6 نمونه‌ اتصال ستون میانی، 5 نمونه‌ اتصال ستون لبه و 3 نمونه اتصال ستون گوشه به دال بتن مسلح تخت از میان پژوهش‌های آزمایشگاهی پیشینیان انتخاب شدند و جهت بررسی توانایی نرم‌افزار مذکور شبیه‌سازی شدند. نتایج شبیه‌سازی از نظر انطباق حالت گسیختگی، نحوه‌ی شروع و گسترش تر‌ک‌ها با نمونه‌ها‌ی آزمایشگاهی بسیار رضایت بخش بود به‌طوری‌که نسبت ظرفیت برش سوراخ‌کننده‌ی نتایج آزمایشگاهی به شبیه-سازی با نرم‌افزار ABAQUS برای اتصال با ستون میانی، ستون لبه و ستون گوشه به ترتیب در حدود 0.86 تا 0.92، 0.95 تا 0.95 و 0.91 تا 0.95بوده است. نسبت ظرفیت برش سوراخ‌کننده براساس آیین‌نامه‌های ACI 440.1R-15،CSA S806-12 ،JSCE-97 و BSI 8110-97 نیز ارائه شد. آیین‌نامه‌ی ACI 440.1R-15 بیشترین مقدار نسبت ظرفیت برش سوراخ‌کننده را داشت. این نسبت برای اتصالات با ستون میانی و ستون لبه به ترتیب در حدود2.91 تا 4.75 و 2.01 تا 2.99 بوده است. تعداد 23 نمونه به‌منظور بررسی رفتار اتصال تسلیح شده با میلگردهای CFRP به‌جای میلگردهای فولادی یا GFRP نیز شبیه‌سازی شدند. نتایج نشان داد که استفاده از میلگردهای CFRP به‌جای میلگردهای GFRP نقش به‌سزایی در افزایش ظرفیت برش سوراخ‌کننده‌ی نمونه‌های اتصال ستون-دال بتن مسلح تخت داشته است و علت آن ضریب ارتجاعی و مقاومت کششی بالاتر میلگردهای CFRP نسبت به میلگردهای GFRP می‌باشد. تعداد 6 نمونه نیز به‌منظور بررسی اثر افزایش ضخامت دال بتن مسلح تخت شبیه‌سازی شدند و نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت دال تخت، ظرفیت برش سوراخ‌کننده افزایش 27.05 درصدی تا 49.50 درصدی خواهد داشت. لازم به ذکر است که با افزایش ابعاد ستون در قالب شبیه‌سازی تعداد 6 اتصال، ظرفیت برش سوراخ‌کننده‌ی نمونه‌ها در حدود 11.84 درصد تا 17.89درصد افزایش داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of CFRP bars on punching shear capacity in Reinforced Concrete (RC) flat slabs

نویسندگان [English]

  • Hoda Kouhnejhad 1
  • Rahmat Madandoust 2
  • Seyedeh Mahdieh Miralami 3
1 Master student of Structural Engineering, Department of Civil Engineering, Rahman Institute of Higher Education, Ramsar, Iran
2 Professor, Structural Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
3 Assistant Professor, Structural Engineering, Department of Civil Engineering, Rahman Institute of Higher Education, Ramsar, Iran
چکیده [English]

The present study deals with the punching shear capacity of reinforced concrete (RC) flat slabs reinforced with Fiber Reinforced Polymer (FRP) bars. A total of 49 reinforced concrete (RC) column-slab connections were simulated using ABAQUS finite element software. The numbers of six interior column-slab connections, five edge column-slab connections, and three corner column-slab connections were selected from the previous test results and were simulated to evaluate the software's ability. The simulation results were so satisfactory in terms of failure mode, initial and propagation of cracks that the tested to simulated punching shear capacity of interior and edge column-slab connections were about 0.86 to 0.92, 0.85 to 0.95, and 0.91 to 0.95 respectively. The punching shear capacity was predicted by ACI 440.1R-15, CSA S806-12, JSCE-97, and BSI 8110-97. The punching shear design equation based on ACI 440.1R-15 underestimated the punching shear capacity with 2.91 to 4.75 (Interior column-slab connections) and 2.01 to 2.99 (Edge column-slab connections), respectively. The numbers of 23 specimens were simulated to investigate the punching shear capacity of reinforced concrete (RC) flat slabs with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) reinforcing bars. The results showed that the replacement of CFRP bars instead of GFRP bars has played a significant role in increasing the punching shear capacity of reinforced concrete (RC) column-slab connections. To investigate the effect of increasing slab thickness, the numbers of six specimens were simulated. With increasing the thickness of the flat slab, the punching shear capacity will increase from 27.05% to 49.50%. It should be noted that with the increase of column dimensions in the form of simulation of six specimens, the punching shear capacity of the specimens has increased about 11.84% to 17.89%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Edge column- RC flat slab
  • Interior column-RC flat slab
  • Corner column-RC flat slab
  • Punching shear capacity
  • FRP bar
  • Simulation
  • Slab center displacement
  • تاریخ دریافت: 17 بهمن 1400
  • تاریخ بازنگری: 15 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 28 اردیبهشت 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 28 اردیبهشت 1401