تحلیل استاتیکی ورق‌ها و مقاطع فولادی تقویت شده با ورق‌های FRP به کمک مدل‌سازی اجزاء محدود

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه اصفهان

2 موسسه آموزش عالی دانش پژوهان

چکیده

امروزه استفاده از کامپوزیت‌های FRP به عنوان روشی نوین برای تقویت اعضای سازه‌های فولادی مورد توجه محققان قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، با انجام مدل‌ سازی و تحلیل استاتیکی ورق‌ها و مقاطع فولادی در نرم‌ افزار اجزاء محدود ABAQUS، اقدام به ارزیابی مقادیر تغییرشکل‌ها، قبل و پس از تقویت با ورق‌های GFRP گردیده است. نتایج بدست آمده میزان افزایش سختی و ظرفیت باربری صفحات و تیر‌های I شکل فولادی مورد مطالعه را نشان می‌دهد. در این روش مقاوم‌ سازی، با قرارگیری ورق GFRP بر روی بال تیر نتایج بهتری نسبت به حالت چیدمان ورق برروی جان حاصل می‌گردد. برای ستون‌های فولادی با مقطع توخالی و I شکل مورد بررسی نیز با مقایسه رفتار محوری و جانبی نمونه‌ها قبل و بعد از تقویت، نتایج میزان افزایش سختی محوری و به دنبال آن افزایش ظرفیت حمل بار ستون نسبت به نمونه‌های تقویت نشده را نشان می‌دهد. در پژوهش حاضر، تاثیر میزان ناکاملی هندسی اولیه بر کاهش ظرفیت صفحات فولادی تقویت شده و تقویت نشده نیز ارزیابی گردیده است. نتایج نشان می‌دهد از طریق تقویت صفحات فولادی با ورق GFRP می‌توان میزان حساسیت آن‌ها را نسبت به مقادیر مختلف نقص هندسی اولیه بویژه برای صفحات با نسبت پهنا به ضخامت بالاتر کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Static Analysis of Steel Plates and Sections Retrofitted with FRP Plates by Finite Elements Modelling

نویسندگان [English]

  • Hossein Amoushahi 1
  • Mohammad Ghasemitabar 2
1 Assistant Professor, University of Isfahan
2 Daneshpajoohan higher education institue
چکیده [English]

Nowadays the use of FRP composites for strengthening steel structures has been considered by researchers. In present study, The maximum deformation of steel plates and structural sections before and after strengthening by GFRP plates was evaluated by modelling and static analysis using ABAQUS finite element software. The results indicated the amount of increasing rate in stiffness and load capacity of studied steel plates and I-shaped beams. In this strengthening method, better results would be achieved by installing GFRP plates to the flange of the beam in comparison with installing them to the web of the beam. The results for studied steel hollow sections and I-shaped columns, comparing axial and lateral behaviour of specimens before and after strengthening indicates the increasing rate in axial stiffness and therefore increase in load carrying capacity of columns in comparison with bare specimens. In this research, the influence of geometric imperfection on the reduction of the limit loads of the bare as well as the retrofitted steel plates was also evaluated. The results indicated that the strengthening of steel plates with GFRP plates could be decreased by the sensitivity of them due to presence of initial geometric imperfections, particularly for plates with higher width-to-thickness ratio.

کلیدواژه‌ها [English]

  • FRP Composite
  • Static analysis
  • Steel Members
  • strengthening
  • Finite Element

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 29 فروردین 1397
  • تاریخ دریافت: 18 آذر 1396
  • تاریخ بازنگری: 22 اسفند 1396
  • تاریخ پذیرش: 29 فروردین 1397