تقویت اتصال کناری تیر – ستون بتن مسلح توسط لایه‌های FRP
فخرالدین احمدی دانش
چکیده
با توجه به آنکه تقریباً تمامی مطالعات انجام گرفته در مورد تقویت اتصالات تیر- ستـون ساخـتمانهای بتن مسلح با کامپوزیت‌های مسلح به الیاف (Fiber Reinforced Polymer) بر روی نمونه‌های ساده شده و یکطرفه اتصالات است، لذا به صورت مستقیم قابل کاربرد در مورد سازه‌های واقعی نیست. از میان ضعفهای موجود در اتصالات، ضعف برشی به سبب عدم تعبیه میلگردهای عرضی محصور- کننده در ناحیه اتصال، خصوصاً در اتصالات گوشه ساختمانهای بتن مسلح آسیب‌پذیرترین اعضا را در این نواحی ایجاد می‌کند. به علت وجود تیر عرضی، ارائه یک روش تقویت از طریق قنداق کردن بتن هسته این ناحیه و در نتیجه افزایش مقاومت برشی اتصال به گونه‌ای که حالت خرابی به سمت تشکیل مفصل خمیری تیر سوق یابد کار چندان ساده‌ای نیست.
با توجه به مطالب عنوان شده، در تحقیق حاضر یک اتصال تیر- ستون گوشه به طور سه‌بعدی و در اندازه واقعی که عمداً در ناحیه اتصال آن از میلگردها و حلقه‌های عرضی استفاده نشده بود تا تقریباً بحرانی‌ترین شرایط برشی در ناحیه اتصال حاکم گردد، طراحی شد. یک مطالعه آزمایشگاهی برنامه‌ریزی شد و دو نمونه مشابه از اتصال مورد مطالعه، ساخته شدند. یکی از دو نمونه به عنوان نمونه مرجع به منظور مطالعه رفتار کلی آن در قالب حالت خرابی نهایی، شکل‌پذیری، سختی، تغییر شکل برشی اتصال و جذب انرژی تحت بارگذاری دو جهته مورد آزمایش قرار گرفت. سپس ناحیه اتصال نمونه دوم توسط لایه‌های کامپوزیتی دارای الیاف شیشه بافته شده در دو جهت متعامد محصور شد. لبه‌های کامپوزیت محصور‌کننده در محل تیرها با استفاده از یک سیستم مکانیکی مهار شد. نمونه تقویت شده مورد آزمایش قرار گرفت و سپس مشخصه‌های رفتاری آن در قیاس با نمونه مرجع مطالعه گردید.
مقایسه نتایج، بیانگر عملکرد مناسب روش تقویت برشی پیشنهادی در بهبود رفتار موضعی ناحیه اتصال از نظر مقاومت برشی و در نتیجه رفتار کلی مجموعه اتصال در قالب افزایش بار نهایی، شکل‌پذیری، جذب انرژی، سختی و کاهش تغییر مکان طبقه است. در انتها نیز پیشنهادهایی به منظور ارزیابی مقاومت برشی اتصالات موجود و الگوی تقویت با کامپوزیت‌های مسلح به الیاف ارائه شده است.
واژه‌های کلیدی
تیر- ستون، اتصال، کامپوزیت مسلح به الیاف شیشه دو جهته، تقویت برشی، بهسازی لرزه‌ای
تقویت اتصال کناری تیر – ستون بتن مسلح توسط لایه‌های FRP
/در نشریات /توسط adminچکیده
با توجه به آنکه تقریباً تمامی مطالعات انجام گرفته در مورد تقویت اتصالات تیر- ستـون ساخـتمانهای بتن مسلح با کامپوزیت‌های مسلح به الیاف (Fiber Reinforced Polymer) بر روی نمونه‌های ساده شده و یکطرفه اتصالات است، لذا به صورت مستقیم قابل کاربرد در مورد سازه‌های واقعی نیست. از میان ضعفهای موجود در اتصالات، ضعف برشی به سبب عدم تعبیه میلگردهای عرضی محصور- کننده در ناحیه اتصال، خصوصاً در اتصالات گوشه ساختمانهای بتن مسلح آسیب‌پذیرترین اعضا را در این نواحی ایجاد می‌کند. به علت وجود تیر عرضی، ارائه یک روش تقویت از طریق قنداق کردن بتن هسته این ناحیه و در نتیجه افزایش مقاومت برشی اتصال به گونه‌ای که حالت خرابی به سمت تشکیل مفصل خمیری تیر سوق یابد کار چندان ساده‌ای نیست.
با توجه به مطالب عنوان شده، در تحقیق حاضر یک اتصال تیر- ستون گوشه به طور سه‌بعدی و در اندازه واقعی که عمداً در ناحیه اتصال آن از میلگردها و حلقه‌های عرضی استفاده نشده بود تا تقریباً بحرانی‌ترین شرایط برشی در ناحیه اتصال حاکم گردد، طراحی شد. یک مطالعه آزمایشگاهی برنامه‌ریزی شد و دو نمونه مشابه از اتصال مورد مطالعه، ساخته شدند. یکی از دو نمونه به عنوان نمونه مرجع به منظور مطالعه رفتار کلی آن در قالب حالت خرابی نهایی، شکل‌پذیری، سختی، تغییر شکل برشی اتصال و جذب انرژی تحت بارگذاری دو جهته مورد آزمایش قرار گرفت. سپس ناحیه اتصال نمونه دوم توسط لایه‌های کامپوزیتی دارای الیاف شیشه بافته شده در دو جهت متعامد محصور شد. لبه‌های کامپوزیت محصور‌کننده در محل تیرها با استفاده از یک سیستم مکانیکی مهار شد. نمونه تقویت شده مورد آزمایش قرار گرفت و سپس مشخصه‌های رفتاری آن در قیاس با نمونه مرجع مطالعه گردید.
مقایسه نتایج، بیانگر عملکرد مناسب روش تقویت برشی پیشنهادی در بهبود رفتار موضعی ناحیه اتصال از نظر مقاومت برشی و در نتیجه رفتار کلی مجموعه اتصال در قالب افزایش بار نهایی، شکل‌پذیری، جذب انرژی، سختی و کاهش تغییر مکان طبقه است. در انتها نیز پیشنهادهایی به منظور ارزیابی مقاومت برشی اتصالات موجود و الگوی تقویت با کامپوزیت‌های مسلح به الیاف ارائه شده است.
واژه‌های کلیدی
تیر- ستون، اتصال، کامپوزیت مسلح به الیاف شیشه دو جهته، تقویت برشی، بهسازی لرزه‌ای