ارزیابی آزمایشگاهی قاب های بتن آرمه آسیب دیده تقویت شده در نواحی بحرانی با ورق های کامپوزیتی مسلح پلیمری CFRP

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 دانشگاه سمنان

چکیده

یکی از روش های مفید در مقابله با نیروهای جانبی در تقویت سازه های بتن آرمه، استفاده از FRP می باشد. استفاده از این الیاف در سازه های بتنی به دلیل اجرای سریع و آسان، اقتصادی بودن، مقاوم کردن ساختمان های ضعیف در برابر زلزله و نیز ایجاد کمترین آسیب به سازه، در چند دهه اخیر مورد توجه مهندسین عمران قرار گرفته است. در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی رفتار قاب های بتنی آسیب ندیده و دیده تقویت شده با استفاده از ورق های الیافی کربن برای بهبود رفتار سازه ای آن ها پرداخته شده است تا بتوان الگوی رفتاری این سازه ها را مورد بررسی قرار داد. سه نمونه مرجع آزمایشگاهی با مقیاس 1:2 با ابعاد یکسان تیرها و ستون ها و آرماتورگذاری انتخاب شدند و تحت بار قائم ثابت و بارگذاری جانبی افزاینده قرار گرفتند. همه قاب ها دارای فاصله یکسان خاموت ها در تیرها بوده ولی فاصله خاموت ها در ستون های نمونه های یک و دو و سه به ترتیب 100 ، 200، و 300 میلیمتر بودند. پس از اعمال بار و آسیب دیدن کامل قاب های مرجع، با استفاده از لایه های یکسان الیاف مسلح پلیمری کربنی (Carbon Fiber Reinforced Polymer) CFRP در نواحی بحرانی اطراف اتصالات مقاوم سازی شدند و قاب های آسیب دیده تقویت شده مجددا تحت بارگذاری قائم و جانبی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله خاموت های نمونه های مرجع، ظرفیت نهایی و شکل پذیری و جذب انرژی به ترتیب تا 10، 50% و 74 درصد کاهش یافت. ظرفیت نهایی و شکل پذیری نمونه های تقویت شده نسبت به نمونه تقویت نشده به ترتیب تا 20، و 80 درصد کاهش یافته ولی جذب انرژی عموما افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Evaluation of RC Damaged Frames Rehabilitated at Critical Zones with CFRP Composite layers

نویسندگان [English]

  • Ali Kheyroddin 1
  • Mohammad Kazem Sharbatdar 2
  • Ali Ashary 3
1 Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Associate Professor, Civil Engineering Faculty, Semnan University, Semnan, Iran
3 Semnan University
چکیده [English]

Fiber-reinforced polymer (FRP) composites have been used for structural strengthening in the recent decay and is the appropriate way to increase structural capacity and gaining more popularity among design professionals over conventional strengthening techniques due to its superior mechanical properties and higher tensile strength, stiffness, and durability compared with other techniques. In this paper, the structural behavior of undamaged and damaged reinforced concrete frames strengthened with CFRP composite material was experimentally evaluated. Initially three half-scale reinforcement concrete frames are considered as reference specimens with same beams and columns dimensions and also reinforcement, but different columns stirrup distances 100,200 and 300 mm at the first, second and third specimens respectively. The reference frames were tested under constant axial load and increasing lateral load up to their maximum capacity and failure points, and leaving severe damaged frames. Then, the damaged frames were strengthened with CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) composite layers with same arrangement at the critical zones around connections and tested again same as the reference specimens at axial and lateral loadings. The test results indicated that with increasing column stirrup distances of reference specimens, the maximum capacity and ductility and energy absorption were decreased up to 10, 50, and 74%, respectively. And also the maximum capacity and ductility of strengthened specimens were decreased up to 20 and 80% comparing to reference specimens but the energy absorption of strengthened specimens were increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • RC frame
  • Rehabilitation
  • CFR Polymer composite
  • Ductility
  • Energy absorption
  • Maximum Capacity