بررسی رفتار خمشی و شکل پذیری تیرپل های بتنی T شکل مقاوم سازی شده با CFRP پیش تنیده

یکی از روش های موثر در مقاوم سازی اعضای بتن آرمه، استفاده از کامپوزیت های CFRP می باشد. با وجود اینکه این روش دارای مزایای بسیاری می باشد، نتایج آزمایشات نشان داده اند که CFRPها از ۳۰% الی ۴۰% ظرفیت خود در حین مقاوم سازی تیرها و دال های بتنی استفاده کرده و پیش از رسیدن به حداکثر ظرفیت خود دچار پدیده جداشدگی (Debonding) می شوند. بدین دلیل ایجاد پیش تنیدگی در CFRP از راهکارهای مناسب جهت استفاده حداکثری از ظرفیت آن ها و نیز به تاخیر انداختن پدیده جداشدگی هنگام مقاوم سازی می باشد. هدف تحقیق حاضر بررسی تاثیر این روش مقاوم سازی در رفتار خمشی و شکل پذیری تیرپل های بتن آرمه می باشد. در این تحقیق ۸ نمونه تیر T شکل بتنی مقیاس شده به ابعاد (mm ۳۰۰۰×۳۰۰×۲۵۰) در چهار سری، نمونه های کنترلی، نمونه های مقاوم سازی شده با CFRP، نمونه های مقاوم سازی شده با CFRP پیش تنیده به میزان ۲۰% و ۳۵%، ساخته شده اند. به منظور ایجاد پیش تنیدگی در CFRPها، از یک چینش مکانیکی نوین استفاده شده است. در ادامه، نمونه ها تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه ای فزاینده قرار گرفته و رفتار آنها بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که ایجاد پیش تنیدگی در کامپوزیت باعث افزایش محسوس ظرفیت باربری و نیز بهبود مکانیزم شکست نسبت به حالت مقاوم سازی شده با CFRP بدون پیش تنیدگی شده است. همچنین نتایج نشان می دهند که کاهش شکل پذیری تیرها با افزایش میزان پیش تنیدگی کامپوزیت تا ۳۵%، نسبت به حالت بدون پیش تنیدگی، کمتر از ۱۰% می باشد. به علاوه، یک روش عددی جهت شبیه سازی مناسب رفتار تیرهای بتنی مقاوم سازی شده با CFRP پیش تنیده با استفاده از کدنویسی سابروتین ها در نرم افزار ABAQUS ارائه شده است.

کلیدواژه ها:

مقاوم سازی ، تیرهای بتنی ، کامپوزیت CFRP ، پیش تنیده ، Abaqus