بررسی رفتار ستون بتن مسلح تقویت شده با میلگرد و صفحات کامپوزیتی تحت بارگذاری رفت و برگشت
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
احسان امیری
1
,
محمدرضا برادران
2
1 - گروه مهندسی عمران، واحد استهبان، دانشگاه آزاد اسلامی، استهبان، ایران
2 - گروه مهندسی عمران، مرکز میمند، دانشگاه آزاد اسلامی،میمند، ، ایران
کلید واژه: مقاوم‌سازی, ستون بتنی, میلگرد GFRP, الیاف FRP, روش NSM,
چکیده مقاله :
در حال حاضر روش های مختلفی برای تقویت ستون های بتنی وجود دارد که هر یک بسته به شرایط مختلف می توانند کارآمد باشند. یکی از روش های کاربردی در این زمینه استفاده از مصالح کامپوزیت است. مصالح کامپوزیت دارای مزایای متعددی مانند سهولت در اجرا، دسترسی آسان، هزینه نسبتاً پایین و وزن کم می باشند. تحقیقات انجام شده نشان می دهند مصالح کامپوزیت باعث بهبود عملکرد ستون های بتن مسلح می شوند. در تحقیق حاضر یک ستون بتن مسلح که تحت اثر بارهای رفت و برگشتی جانبی قرار گرفته، با استفاده از میلگرد GFRP و الیاف FRP تقویت شده است. کلیه مدل ها تحت بارگذاری چرخه ای بر اساس دستوالعمل ATC24 قرار گرفته اند. سپس منحنی های پوش آور حاصل از تحلیل و ضریب رفتار و نسبت شکل پذیری آن ها محاسبه گردیده است. در مقاله حاضر میزان ظرفیت باربری جانبی، میزان استهلاک انرژی جذب شده، نسبت شکل پذیری، میزان کاهش سختی و مود شکست های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. کلیه مدل های مورد بررسی با نرم افزار Abaqus2016 مدلسازی شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که استفاده از میلگرد GFRP به همراه دورپیچ FRP در محل نزدیک به مفصل پلاستیک ستون تا 53% مقاومت جانبی را در مقایسه با مدل معمولی افزایش و میزان شکل پذیری را کاهش می دهد. همچنین استفاده از میلگردهای تقویتی NSM به تنهایی، حداکثر باعث افزایش 3% ظرفیت جذب و استهلاک انرژی در ستون های بتن مسلح می گردد. اما ترکیب میلگردهای تقویتی NSM به همراه محصور شدگی با الیاف FRP می تواند حداکثر تا 26% ظرفیت جذب و استهلاک انرژی در ستون های بتن مسلح را افزایش دهد.
There are currently various methods for reinforcing concrete columns, each of which can be effective depending on different conditions. One of the practical methods in this field is the use of composite materials. The composite materials have several advantages such as ease of execution, easy access, relatively low cost, and light weight. In the present study, using the laboratory results, a reinforced concrete column that has been affected by lateral reciprocating loads has been reinforced by GFRP rebar and FRP fibers. All models are subjected to cyclic reciprocating loading according to the ATC24 instruction. Then, the cover curves obtained from the analysis were double-linearized, and their coefficient of behavior and ductility ratio were calculated. In the present paper, the lateral bearing capacity, the amount of absorbed energy dissipation, the ductility ratio, the amount of hardness reduction, and the failure mode of the models have been investigated. All studied models are modeled with Abaqus2016 software. The results of this research present that the apply of GFRP rebar with FRP torsion at a location close to the plastic joint of the column increases the lateral strength by 53% compared to the conventional model and reduces the ductility. Furthermore, the use of NSM reinforcement rebars alone, increases the absorption capacity and energy dissipation in reinforced concrete columns by a maximum of 3%. However, the combination of NSM reinforcement bars along with enclosures with FRP fibers can increase the energy absorption and dissipation capacity of the reinforced concrete columns by up to 26%.
_||_