ﺑﺮﺭﺳﻲ عددی رفتار تیر بتن تقویت شده با کامپوزیت‌های FRCM و TRM
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
بیژن کریمی شرفشاده
1
,
محمد امیری
2
,
محمد جواد کتابداری
3
,
فرهود آذرسینا
4
1 - دانشجوی دکتری واحد قشم
2 - دانشیار دانشگاه هرمزگان
3 - دانشیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
4 - استادیار سازه های دریایی واحد علوم و تحقیقات
کلید واژه: ماتریس الیاف کربن, کامپوزیت TRM, کامپوزیت FRCM, ماتریس الیاف طبیعی, ملات تقویت شده,
چکیده مقاله :
مقاوم‌سازی کامپوزیت‌های ماتریس تقویت‌شده مبتنی بر سیمان با الیاف TRM و FRCM برای بهبود عملکرد رفتاری تیرهای بتن مسلح در معرض تخریب در دهه‌های گذشته مورد استفاده قرار گرفته‌اند. مقاوم‌سازی و تقویت سطوح سازه مستلزم استفاده ازالیاف و ملات جهت پیوند بین آن‌ها است. پیچیدگی رابط‌های بین الیاف و ماتریس امکان مدل ساده و دقیق را نمی‌دهد. به همین جهت این مقاله یک رویکرد تحلیل عددی مبتنی بر سنجش و بررسی قابلیت‌های استحکام دو کامپوزیت TRM و FRCM تحت تأثیر شرایط تنش خمشی از نظر ساختار تقویت سطوح خارجی سازه را ایجاد کرد. در این راستا، شش مقطع تیر بتنی مسلح با الگوهایFLAT , STRIP و U-شکل تقویت‌شده با دو کامپوزیت TRM و FRCM تحت بارگذاری سه نقطه‌ای و یک تیر به عنوان مرجع درنظر گرفته شد. برای این منظور تأثیر مکانیزم پیوند و لحظه خمش، ظرفیت بارنهایی، جذب و اتلاف انرژی، سختی الاستیک و در نهایت با استفاده از ضریب کاهشی β گشتاور نهایی و تنش تسلیم توسط نرم‌افزار Abacus محاسبه گردید. بر اساس نتایج رفتاری، مقاطع تقویت‌شده با الگوهای مختلف کامپوزیت FRCM حدود 18درصد عملکرد مطلوبتری نسبت به کامپوزیت TRM را نشان می‌دهد.
Reinforcement of cement-based matrix composites with TRM and FRCM fibers have been utilized to improve the behavioral performance of reinforced concrete beams subjected to destruction in the past decades. Reinforcement and strengthening of the structural surfaces requires the use of fibers and mortar to link between them. The complexity of the interfaces between the fibers and matrix does not allow a simple and accurate model. This research created a numerical analysis approach based on the measuring and evaluating of the strength capabilities of two TRM and FRCM composites under the influence of bending stress conditions in terms of strengthening the external surfaces of the structure. In this regard, six sections of reinforced concrete beams with FLAT, STRIP and U-shaped patterns reinforced by TRM and FRCM composites under three-point loading and one beam were considered as reference. For this purpose, the impact of the link mechanism and bending moment, ultimate load capacity, energy absorption and dissipation, elastic stiffness and finally using the β reduction factor, the ultimate moment and yield stress were calculated by Abaqus software. According to behavioral results, reinforced sections with different FRCM composite patterns exhibit about 18% better performance than TRM composite.
_||_