تاثیر موقعیت قرار گیری CFRP بر رفتار محوری و خمشی ستون های فولادی توخالی تقویت شده با CFRP

در سال های اخیر استفاده از کامپوزیت های مسلح به الیاف کربن جهت تقویت و مقاوم سازی سازه های فولادی به طرز قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. دلایل تقویت و مقاوم سازی متعدد و عبارتند از: اشتباهات طراحی و محاسباتی، عدم اجرای مناسب، تغییر کاربری بعد از ساخت، خسارت های ناشی از حوادث طبیعی مانند سیل و زلزله، رخداد پدیده های خستگی و خوردگی فلزات و غیره. ستون یکی از اعضای مهم سازه های ساختمانی بوده، که وظیفه ی تحمل و انتقال بار های وارده به سازه را بر عهده دارد. در سازه های فولادی پایداری ستون ها از اهمیت بالایی برخوردار است. بر اساس تحقیقات انجام شده توسط نویسنده مطالعات ناچیزی بر روی رفتار محوری ستون های فولادی لاغر مقاوم سازی شده با کامپوزیت مسلح به الیاف کربن  انجام شده است. هدف اصلی این تحقیق آنالیز بار نهایی فشاری و بارهای نهایی فشاری-خمشی (بارهای اندرکنشی) ستون های فولادی تو خالی با مقطع مربع،  مقاوم سازی شده با استفاده از کامپوزیت های مسلح به الیاف کربن می باشد. جهت مدل سازی و آنالیز نمونه ها از روش اجزای محدود و به کمک نرم افزار  ANSYS استفاده شده است. 40 نمونه ستون فولادی که با  استفاده از کامپوزیت های مسلح به الیاف کربن مقاوم سازی شده بودند تحت بار محوری فشاری مورد تحلیل غیر خطی استاتیکی قرار گرفتند. همچنین 3 نمونه از ستون ها تحت اثر اندرکنش بار محوری فشاری و لنگر خمشی مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که، مقدار پوشش و تعداد لایه های کامپوزیت بر بار محوری فشاری و لنگر خمشی ستون های فولادی موثر می باشند. همچنین نتایج نشان داد که جابجا کردن محل قرار گیری کامپوزیت کربن با درصد پوشش مشخص می تواند اثر متفاوت بر بار محوری فشاری ستون های فولادی داشته باشد.

کلیدواژه ها:

ستون ها ی فولادی توخالی ، روش المان محدود ، مقاوم سازی ، موقعیت قرارگیریCFRP ، بار محوری فشاری