بررسی عملکرد سیستم میله- مهار- الیاف در حذف مود شکست جداشدگی پوشش بتن در تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه با FRP

تقویت خمشی سازه های بتن آرمه با استفاده از پلیمرهای تقویت شده با الیاف به عنوان یکی از روش های موثر در بهسازی و ارتقای عملکرد سازه ها شناخته می شود. با این حال، وقوع شکست های زودرس نظیر جداشدگی ورقه FRP از سطح بتن و جداشدگی پوشش بتن از وجه کششی عضو تقویت شده، مانع بهره برداری کامل از ظرفیت FRP است. در این پژوهش، یک برنامه آزمایشگاهی در دو مرحله طراحی و اجرا گردید. در این برنامه، ۱۲ نمونه تیر بتن آرمه در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شد و تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه ای مورد آزمایش قرار گرفتند. در مرحله اول، هشت تیر در قالب چهار گروه اصلی شامل تیرهای شاهد، تیرهای تقویت شده با روش شیارزنی با نصب ورقه بر روی شیار، تیرهای تقویت شده به روش نصب در نزدیک سطح و بدون مهار (NU۱۱۵) و تیرهای NSM مجهز به روش میله- مهار- الیاف (NA۱۱۵) دسته بندی شدند. در مرحله دوم، به منظور ارزیابی اثر طول نمونه بر روی عملکرد سیستم میله- مهار- الیاف، چهار نمونه تیر تقویت شده با تکنیک میله- مهار- الیاف با طول های ۱۵۰ و ۲۰۰ سانتی متر (NA۱۵۰، NA۲۰۰) ساخته شدند. نتایج نشان داد روش BAF موجب حذف کامل CCD شده و ظرفیت باربری نهایی و شکل پذیری تیرها را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. به طور خاص، ظرفیت باربری گروه NA۱۱۵ نسبت به تیر شاهد تا ۷۱% افزایش یافت. همچنین، افزایش طول نمونه موجب ارتقای عملکرد سیستم میله- مهار- الیاف در زمینه بهبود ظرفیت خمشی و تغییرشکل نهایی شد، به گونه ای که تیرهای NA۲۰۰ بالاترین عملکرد را ثبت کردند. بر این اساس، می توان نتیجه گرفت که سیستم مهاری انتهایی در میله های HMFRP و نیز طول این میله ها در سیستم میله- مهار- الیاف، نقش تعیین کننده ای در بهره برداری کامل از ظرفیت CFRP داشته و روش BAF یک راهکار عملی و موثر برای افزایش ظرفیت باربری سازه های بتن آرمه تقویت شده با FRP به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

تقویت خمشی با FRP ، جداشدگی پوشش بتن ، روش شیارزنی بیرونی ، روش نصب نزدیک به سطح ، سیستم میله–مهار–الیاف