بررسی تاثیر تغییر جهت الیاف بر رفتار فشاری بتن محصورشده با FRP

یکی از موثرترین راه های مقاوم سازی ستون های بتنی، محصورکردن خارجی آنها با دورپیچ های FRP است. میزان کارآمدی عملکرد محصورکنندگی دورپیچ، تابع مقاومت فشاری اولیه بتن، جنس و ضخامت دورپیچ FRP و زاویه یا جهت الیاف می باشد. در این میان، عامل جهت الیاف کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس توصیه آیین نامه های معتبر طراحی سیستم های تقویت با مصالح FRP، انحراف الیاف از راستای تعیین شده حتی به میزان 5 درجه، موجب کاهش قابل توجه کارایی سیستم تقویتی می گردد. این مسیله، اهمیت عامل جهت الیاف و بررسی اثرات گوناگون آن را نشان میدهد. در این پژوهش، تاثیر انحراف جهت الیاف از راستای محیطی بر رفتار فشاری بتن محصورشده با FRP مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، استوانه های کوچک مقیاس استاندارد بتنی دورپیچ شده با FRP در نرم افزار جزء محدود Abaqus مدل سازی عددی شدند. رفتار بتن محصورشده بر اساس مدل پلاستسیته دراکر-پراگر خطی مدلسازی گردید و متغیر اصلی مورد بررسی، زاویه الیاف بود. بر اساس نتایج، با 5 درجه انحراف زاویه الیاف از راستای محیطی، مقاومت فشاری، شکل پذیری، نرخ محصورشدگی و انرژی جذب شده کل به ترتیب به میزان 13، 26، 28 و 35 درصد کاهش یافته و روند کاهش این پارامترها، تابعی از روند کاهش مدول الاستسیته محیطی دورپیج با افزایش زاویه الیاف بود. همچنین، پاسخ تنش-کرنش نمونه ها با افزایش زاویه الیاف از یک رفتار شکل پذیر و مناسب از نظر سازهای به یک رفتار ترد و شکننده و ناکارآمد و مشابه بتن محصورنشده میل پیدا می کند.

کلیدواژه ها:

بتن FRP ، جهت الیاف ، محصورشدگی ، رفتار فشاری ، مدل سازی جزء محدود