تقویت ستون های بتن آرمه تحت اثرات توام نیروی محوری و گشتاور خمشی دومحوره با استفاده از مصالح FRP

امروزه کامپوزیت های پلیمری الیافی (FRP) با مقاومت بالا به­طور گسترده در بهسازی و مقاوم سازی سازه های بتنی مورد استفاده قرار می گیرد. این کامپوزیت ها برای تقویت اجزای مختلف سازه از جمله تیرها، ستون ها و اجزای صفحه ای مانند دال های سقف و دیوارهای برشی قابل کاربرد است. با وجود استفاده گسترده، دستورالعمل های موجود فاقد روش جامعی برای تقویت اجزای ستون های بتن آرمه تحت شرایط عمومی بارگذاری هستند. از آن جایی که ستون ها در سازه های بتنی درجا عموما تحت اثرات توام نیروی محوری و خمش دو محوره قرار می گیرند، ارزیابی و تقویت آن ها تحت اثر تلاش های توام مذکور در کارهای عملی مقاوم سازی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. این مقاله به مطالعه تقویت و بهسازی اجزا ستون های بتن آرمه تحت اثرات ترکیبی نیروی محوری-گشتاور خمشی با استفاده از کامپوزیت های FRP می پردازد. برای این منظور، ضمن توسعه روابط موجود تقویت ستون های تحت اثر نیروی محوری و گشتاور خمشی تک محوره با الیاف FRP با جهت گیرهای عرضی، طولی و نیز ترکیبی دو جهته، روشی محاسباتی برای تقویت ستون های بتنی مستطیلی تحت اثرات توام نیروی محوری و خمش دو محوره پیشنهاد می شود. در ادامه، با استفاده از یک مطالعه موردی، روش پیشنهادی این مقاله تشریح شده و مزایا و معایب استفاده از الیاف عرضی، طولی و یا ترکیب آن ها از طریق مقایسه منحنی های اندرکنش ستون تقویت شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی برای کارهای عملی مقاوم سازی مناسب بوده و همچنین الیاف عرضی تنها و یا الیاف ترکیبی عرضی و طولی برای تقویت ستون های با هر دو رفتار فشار-کنترل و کشش-کنترل موثر است. با این وصف، نشان داده خواهد شد که الیاف طولی تنها، صرفا برای تقویت ستون های با رفتار کشش-کنترل موثر است. به علاوه، روش تحلیلی پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی وارسی و صحت سنجی خواهد شد.

کلیدواژه ها:

تقویت ستون بتنی ، خمش دو محوره ، مصالح FRP ، مقاوم سازی ، منحنی اندرکنش