رفتار فشاری ستون های بتنی کامپوزیت با هسته های بتنی محصور شده با FRP

استفاده از پلیمری تقویت شده با الیاف FRP به عنوان یک وسیله خارجی برای تقویت ستون های RC موجود در سال های اخیر با نتایج بسیار امیدوارکننده ای و موارد دیگر پدیدار شده است. مطالعات متعددی در مورد عملکرد ستون های پیچیده شده با FRP با استفاده از رویکردهای تجربی و تحلیلی انجام شده است. چنین تکنیک تقویتی در افزایش شکل پذیری و ظرفیت بار محوری آن ها بسیار موثر بوده است. با این حال اکثر این مطالعات بر عملکرد ستون های با مقطع دایره ای متمرکز بوده اند. داده های موجود برای ستون های با مقطع مربع یا مستطیل در سال های اخیر افزایش یافته است اما هنوز محدود هستند. این حوزه در مراحل توسعه خود باقی مانده است و آزمایش ها و تحلیل های بیشتری برای بررسی قابلیت ها، محدودیت ها و کاربرد طراحی آن مورد نیاز است. در این مقاله یک ستون بتنی کامپوزیت FRP با هسته های بتنی محصور شده با (EFCCC) پیشنهاد شده است. شکل مقطع ستون EFCCC از چندین هسته بتنی محصور شده با FRP با چیدمان منظم تشکیل شده است که یک بتن هسته پر شده را احاطه کرده اند. این ستون کامپوزیت جدید مزایای متعددی دارد مانند ظرفیت فشاری بالاتر، محصورشدگی FRP قوی تر و پاسخ شکل پذیر. آزمایش فشاری برای بررسی رفتار فشاری ستون EFCCC با پارامترهای مختلف مانند بتن خارجی و خاموت ها به کار گرفته شده است. نتایج آزمایش نشان می دهد که حالت اصلی شکست ستون EFCCC با و بدون بتن خارجی یا خاموت ها شکست کششی لوله های پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP) است. در مقایسه با یک ستون بتنی مسلح (RC)، مقاومت و شکل پذیری ستون EFCCC به ترتیب ۲۰ و ۵۰۰ درصد بهبود یافته است. یک مدل المان محدود (FEM) مبتنی بر روش دراکر-پراگر (D-P) توسعه داده شد که می تواند رفتار فشاری محوری ستون کامپوزیت با هسته بتنی محصور شده با FRP را به طور دقیق پیش بینی کند. نتایج پیش بینی شده با استفاده از این روش المان محدود تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی دارند.

کلیدواژه ها:

پلیمر تقویت شده با الیاف (FRP) ، بتن محصور شده ، حالت های شکست ، تنش متوسط ، شکل پذیری ، مدل دراکر پراگر