مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

ارزیابی عددی و آزمایشگاهی تأثیر مهار مکانیکی بر عملکرد پیچشی تیرهای ‏T‏ شکل ‏تقویت‌شده با ‏CFRP

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران
2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
3 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران
10.22065/jsce.2026.566893.3899
چکیده
توسعه عملکرد سازه‌ها در حوزه بارگذاری و مدت بهره‌ وری با استفاده از روش های مقاوم سازی، با توجه به توجیه اقتصادی مناسب و نیز ‏کاهش زمان توقف بهره برداری، به نسبت بازسازی و ایجاد سازه‌های جدید همواره مورد توجه مهندسین و محققین در زمینه مطالعات ‏عمرانی بوده است. با پیشرفت روز افزون تکنولوژی در زمینه مکانیک جامدات طولی نکشید که مواد مرکب و لایه های الیافی از زمینه ‏های صنعتی همچون صنایع هوا فضا و خودرو سازی جای خود را در صنعت ساختمان و به خصوص مقاوم سازی سازه‌های موجود باز ‏کردند. یکی از محدودیت‌های استفاده از لایه های ‏FRP‏ در مقاوم سازی تیرهای بتنی، جدا شدگی لایه‌ها از سطح بتن به خصوص در تیر ‏های ‏T‏ شکل و تیرهای متصل به دال می‌باشد که به علت عدم دسترسی کامل به محیط تیر اتصال کامل لایه‌ها به سطح عضو امکان ‏پذیر نبوده و با تسریع جدا شدگی باعث عدم استفاده از ظرفیت کامل ‏FRP‏ می‌گردد.ضرورت استفاده از انکراژ مکانیکی جهت بهبود این ‏وضعیت در برخی موارد به چشم می‌خورد. در این مطالعه 13 نمونه تیر بتن مسلح در سه دسته بندی نمونه کنترلی، تقویت شده با ‏CFRP‏ و تقویت شده بوسیله ‏CFRP‏ به همراه انکراژ مکانیکی با استفاده از نرم‌افزار جزءمحدود ‏Abaqus‏ مدل‌سازی شده و پس از مطابقت ‏با نتایج آزمایشگاهی مورد تحلیل قرار گرفت.مقایسه نتایج نمونه های تقویت شده با نمونه کنترلی نشان داد، استفاده از ‏CFRP‏ باعث ‏افزایش ‏‎27‎‏ درصد و استفاده همزمان از ‏CFRP‏ و انکراژ باعث افزایش 94 درصد ظرفیت نهایی تیر می‌گردد.‏
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Numerical and Experimental Evaluation of the Effect of Mechanical Anchorage ‎on the Torsional Performance of T-Shaped Beams Strengthened with CFRP

نویسندگان English

Milad Bashiri 1
Mehdi Dehestani 2
Sepideh Rahimi 3
1 Ph.D. Candidate, Department of Civil Engineering, No.C. Islamic Azad University, Noor, Iran
2 Profesor, Faculty of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
3 Associate Professor, Department of Civil Engineering, No.C. Islamic Azad University, Noor, Iran
چکیده English

Enhancing the performance of‏ ‏reinforced concrete (RC) members through ‎strengthening techniques offers a cost-effective alternative to reconstruction by ‎reducing service interruptions and extending structural service life. Fiber-‎reinforced polymer (FRP) composites, borrowed from aerospace and automotive ‎industries have emerged as a leading retrofit material for existing RC elements. ‎However, in T-beams and slab connected beams, full FRP bonding around the ‎section perimeter is often unachievable, leading to premature debonding and ‎underutilization of the composite’s capacity. Mechanical anchorage has been ‎proposed to address this limitation.In this study, thirteen RC beams were ‎categorized into three groups: unstrengthened controls; beams strengthened with ‎carbon FRP (CFRP) sheets; and beams strengthened with CFRP plus mechanical ‎anchors. Numerical models were developed in Abaqus and calibrated against ‎experimental data. Key performance metrics‏-‏including ultimate torsional ‎capacity, energy dissipation, and stiffness‏-‏were evaluated.Results demonstrate ‎that CFRP strengthening alone increased the ultimate torsional capacity by 27 %, ‎whereas the combined CFRP-anchor system yielded a 94 % gain over control ‎specimens. These findings confirm that mechanical anchorage is essential for ‎preventing FRP debonding and for achieving the full torsional capacity of ‎retrofitted beams. Appropriate use of CFRP in conjunction with mechanical ‎anchorage thus provides a robust, efficient solution for upgrading RC members ‎under torsional loading.‎

کلیدواژه‌ها English

Mechanical anchorage
Strengthening
CFRP
Torsion
Reinforced concrete

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 26 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 26 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش 01 اردیبهشت 1405