مطالعه آزمایشگاهی و عددی برای تامین ظرفیت خمشی در اتصالات پیش ساخته بتن آرمه با استفاده از ورقه های FRP

این مقاله به بررسی نتایج تحقیق آزمایشگاهی و تحلیل عددی مربوط به استفاده از پلیمرهای مسلح شده به الیاف از جنس کربن (CFRP) برای تبدیل اتصالات پیش ساخته تیر-ستون با کربل به اتصالات خمشی می پردازد. مطالعات آزمایشگاهی انجام گرفته در این تحقیق تمرکز ویژه ای بر ظرفیت خمشی و تاثیر جدا شدگی لایه مرزی ورقه FRP در اتصالات پیش ساخته همراه با کربل دارد که توسط صفحات FRP گیردار شده اند. در تحقیق حاضر چهار نمونه اتصال خارجی تیر-ستون با مقیاس ۱.۲ ابعاد واقعی شامل یک نمونه اتصال گیردار معمولی با بتن درجا، و سه نمونه اتصال ساده پیش ساخته همراه با کربل و گیردار شده با FRP، مورد آزمایش قرار گرفت. ورقه های FRP در قسمتهای مختلف با ضخامتهای متفاوت انتخاب شدند. بارگذاری به صورت استاتیکی در سر تیر تا شکست نهایی، و هم زمان با اعمال بار محوری ثابت روی ستون بود. به علاوه با کمک نرم افزار ANSYS ۸.۱ تحلیل استاتیکی به صورت غیر خطی بر روی مدل دقیق سه بعدی اتصال صورت گرفت. با اعمال تغییرات در نوع اتصال معمولی و اتصال پیش ساخته کربل تقویت شده با FRP و همچنین تغییر در جزییات قرارگیری، ضخامت و ابعاد ورقه های FRP، با توجه به مهار مکانیکی کامل ورقه های FRP، مقایسه جامعی بین انواع تقویت با ورقه های FRP صورت گرفت. نتایج نشان داد که می توان با ورقه های FRP، اتصالات ساده پیش ساخته را به اتصالات خمشی تبدیل کرد. نتایج نشان دادند که تامین طول مهاری کافی، ضخامت مناسب و نحوه آرایش ورقه های FRP، و نیز مهار مکانیکی مناسب در جلوگیری از جدا شدگی ورقه از سطح بتن و تامین گیرداری موثر است؛ که در این تحقیق به تامین گیرداری در اتصال ساده پیش ساخته تا بیش از ۸۰ درصد منجر شد.