مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

بررسی اثر بازشو و تقویت الیاف پلیمری شیشه بر رفتار برشی تیرهای عمیق توخالی بتن‌آرمه: مطالعه آزمایشگاهی و مدل‌سازی اجزای محدود

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده عمران، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
10.22065/jsce.2026.566962.3901
چکیده
توخالی کردن تیرهای عمیق با کاهش وزن و بار مرده و صرفه‌جویی مصالح همراه است؛ از سوی دیگر، بازشوهای جان برای عبور تأسیسات مکانیکی و برقی بسیار کارآمد هستند. بااین‌حال اثر توأمان توخالی‌سازی و بازشوی عرضی بر رفتار برشی به‌ندرت بررسی شده است. بدین‌منظور، یک برنامه‌ی آزمایش خمش چهار نقطه‌ای کنترل‌شده بر مجموعه‌ای از نمونه‌ها اجرا شد. در این پژوهش افزون بر ثبت بار ترک‌خوردگی و ظرفیت نهایی، سختی مؤثر پیش و پس از ترک استخراج شد و دو شاخص کمی برای سنجش اثر بازشو و اثر تقویت تعریف گردید تا امکان مقایسه‌ی مستقیم و تصمیم‌گیری سریع فراهم شود. توخالی‌سازی موجب کاهش حدود ۳۰ درصد در بار ترک‌خوردگی و ۱۰درصد در ظرفیت نهایی شد. افزودن بازشو در موقعیتِ خارج‌ازمسیر نسبت به تیر توخالی کاهش حدود ۳۴درصد در بار ترک‌خوردگی و ۷درصد در ظرفیت نهایی شد، درحالی‌که قرارگیری بازشو روی مسیر بحرانی‌تر بود و به ترتیبب کاهش‌های حدود ۲۳ و ۲۹درصد را رقم زد. از منظر سختی، افت‌های خارج‌ازمسیر پیش از ترک و در اوج بار به ترتیب حدود ۱۱ و ۱۰درصد بود، اما روی مسیر به حدود ۲۳ و ۳۸درصد رسید. تقویت با کامپوزیت شیشه رفتار ترمیمی مناسبی نشان داد: در حالتِ خارج‌ازمسیر، بار ترک‌خوردگی حدود ۴۳ درصد و ظرفیت نهایی حدود ۸ درصد افزایش یافت. در حالتِ روی مسیر، بار ترک‌خوردگی حدود ۸۲ درصد و ظرفیت نهایی حدود ۱۵درصد رشد کرد، هرچند ظرفیت نهایی همچنان حدود ۱۸ درصد کم‌تر از تیر توخالی مرجع باقی ماند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of openings and GFRP strengthening on the shear behavior of hollow reinforced concrete deep beams: Experimental study and finite element modeling

نویسندگان English

Hesam Nojoumi Delshad 1
Freydoon Rezaie 2
1 Ph.D. candidate, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Engineering, BU-ALI SINA University, Hamedan, Iran
چکیده English

Hollowing deep beams reduces self-weight and material consumption and web openings are highly efficient for routing mechanical and electrical services; however, the combined effect of hollowing and transverse web openings on shear behavior has rarely been examined. Accordingly, a controlled four-point-bending program was conducted on a set of specimens. In addition to recording first-cracking and ultimate loads, effective stiffness before and after cracking was extracted, and two quantitative indices were defined to capture the opening effect and the strengthening effect for direct comparison and rapid decision-making. Hollowing reduced the first-cracking load by about 30% and the ultimate load by about 10%. Adding an opening off the load path, relative to the hollow beam, produced further reductions of about 34% (first-cracking) and 7% (ultimate), whereas placing the opening on the load path was more critical, causing reductions of about 23% and 29%. From a stiffness perspective, off-path drops before cracking and at peak were about 11% and 10%, respectively, whereas on-path drops reached about 23% and 38%. Strengthening with glass-fiber–reinforced polymer showed a restorative response: for the off-path case, the first-cracking load increased by about 43% and the ultimate load by about 8%; for the on-path case, the first-cracking load increased by about 82% and the ultimate load by about 15%, although the ultimate capacity still remained about 18% lower than the hollow reference.

کلیدواژه‌ها English

Concrete deep beams
Hollow section
Web opening
GFRP strengthening
Shear behavior

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 26 تیر 1405

  • تاریخ دریافت 06 دی 1404
  • تاریخ بازنگری 31 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 26 تیر 1405