تقویت خمشی دال‌های حفره‌دار بتن مسلح با استفاده از ورق‌های آرامید (AFRP)، کربن (CFRP) و شیشه (GFRP)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی عمران، دانشگاه گیلان،رشت، ایران

2 دانشیار گروه عمران-دانشگاه گیلان

چکیده

مطالعات نشان داده‌اند که یکی از عوامل اصلی خسارت‌های جبران‌ناپذیر زلزله ، وزن بالای سازه‌ها بوده است. استفاده از ورق‌های کامپوزیت FRP به دلیل داشتن ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی مناسب برای تقویت و بهسازی اعضای بتنی در تحمل بار، برطرف کردن ضعف بتن در خمش و افزایش شکل‌پذیری بتن گزینه بسیار مناسبی است. هدف از این پژوهش تقویت خمشی دال‌های حفره‌دار بتن مسلح با استفاده از الیاف کامپوزیت آرامید(AFRP)، کربن(CFRP) و شیشه(GFRP) است. به همین منظور 10 نمونه دال بتن مسلح با ابعادcm 20×70×150 توسط الیاف کامپوزیت به دو صورت نواری و شبکه ای تقویت و مورد آزمایش قرارگرفته است. نتایج نشان داده‌اند که ظرفیت تحمل بار در نمونه تقویت ‌شده شبکه‌ای با الیاف کربن نسبت به نمونه شاهد و نسبت به نمونه کاملا توپر به ترتیب %175 و 96% ودر نمونه نواری تقویت شده با الیاف آرامید نسبت به نمونه شاهد و نسبت به نمونه کاملا توپر به ترتیب %153 و 91% افزایش داشته‌ است. بیشترین جابجایی در نمونه نواری تقویت شده با الیاف کربن %236 و در نمونه شبکه‌ای تقویت شده با الیاف شیشه %99 نسبت به نمونه شاهد مشاهده شده است. افزایش سختی در نمونه نواری تقویت شده با الیاف کربن %225 و در نمونه تقویت شده شبکه‌ای با الیاف آرامید %136 نسبت به نمونه شاهد افزایش سختی داشته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Flexural Strengthening of Voided Concrete Slabs with AFRP, CFRP and GFRP

نویسندگان [English]

  • Mojgan Abroun 1
  • Rahmat Madandoust 2
1 Department of civil engineering, ,Guilan University,Rasht,Iran
2 Department of Civil Engineering,Faculty of Engineering,Guilan university,Rasht,Guilan
چکیده [English]

Studies have shown that one of the leading causes of earthquake inflicting irreparable damage has been the high weight of structures. Using FRP composite sheets -due to the proper mechanical and physical properties to reinforce and improve concrete members in load-bearing, removal of concrete in the deflection and increasing the ductility of concrete - is an appropriate option. The purpose of this study is to strengthen voided concrete slabs with AFRP, CFRP and GFRP. In this study, 10 specimens of reinforced concrete with dimensions of 150×70×20 cm were investigated. The results demonstrated that the amount of load capacity in the Network strengthened specimen with CFRP compare to the control sample 175% and, in Linear, strengthened specimen with AFRP in comparison with the control sample 153% increased. This value in comparison with Solid specimens increased by about 96% for samples having been strengthened with CFRP and 91% for those strengthened with AFRP. The maximum displacements have been presented in the specimen strengthened with CFRP (236%) compared to that of the control sample and in the specimen strengthened with GFRP (99%) compared to that of the control sample. The stiffness amounts in Linear specimen strengthened with CFRP 225% compared to that of the control sample and in Network specimen strengthened with AFRP 136% compared to the that of control sample also increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Voided Concrete Slab
  • CFRP
  • AFRP
  • GFRP

مراجع

[1] K. Kovler and V. Chernov, "Types of damage in concrete structures," in Failure, distress and repair of concrete structures, ed: Elsevier, 2009, pp. 32-56.
[2] H. M. Elsanadedy, T. H. Almusallam, S. H. Alsayed, and Y. A. Al-Salloum, "Flexural strengthening of RC beams using textile reinforced mortar–Experimental and numerical study," Composite Structures, vol. 97, pp. 40-55, 2013.
[3] G. Loreto, L. Leardini, D. Arboleda, and A. Nanni, "Performance of RC slab-type elements strengthened with fabric-reinforced cementitious-matrix composites," Journal of Composites for Construction, vol. 18, p. A4013003, 2013.
[4] Lundqvist, J., et al. Numerical analysis of concrete beams strengthened with CFRP-A study of anchorage lengths. in The International Symposium on Bond Behavior of FRP in Structures (BBFS). 2005.
[5] Dai, J.-G., W.-Y. Gao, and J. Teng, Finite element modeling of insulated FRP-strengthened RC beams exposed to fire. Journal of Composites for Construction, 2014. 19(2): p. 04014046.
[6] Yang, Z., J. Chen, and D. Proverbs, Finite element modelling of concrete cover separation failure in FRP plated RC beams. Construction and Building Materials, 2003. 17(1): p. 3-13.
[7] Barnes, R.A. and G.C. Mays, Fatigue performance of concrete beams strengthened with CFRP plates. Journal of Composites for Construction, 1999. 3(2): p. 63-72.
[8] Aboutaha, R.S. Ductility of CFRP Strengthened Concrete Flexural Members. in Rehabilitating and Repairing the Buildings and Bridges of Americas@ sHemispheric Workshop on Future Directions. 2002. ASCE.
[9] Obaidat, Y.T., S. Heyden, and O. Dahlblom, The effect of CFRP and CFRP/concrete interface models when modelling retrofitted RC beams with FEM. Composite Structures, 2010. 92(6): p. 1391-1398.
[10] Toutanji, H. and G. Ortiz, The effect of surface preparation on the bond interface between FRP sheets and concrete members. Composite structures, 2001. 53(4): p. 457-462.
[11] Pham, H. and R. Al-Mahaidi, Experimental investigation into flexural retrofitting of reinforced concrete bridge beams using FRP composites. Composite structures, 2004. 66(1): p. 617-625.
[12] Erki, M.A. and Heffernan, P.J., 1995. Reinforced concrete slabs externally strengthened with fibre-reinforced plastic materials. In RILEM PROCEEDINGS (pp. 509-509). CHAPMAN & HALL.
[13] Agbossou, A., Michel, L., Lagache, M. and Hamelin, P., 2008. Strengthening slabs using externally-bonded strip composites: Analysis of concrete covers on the strengthening. Composites Part B: Engineering, 39(7-8), pp.1125-1135.
[14]   سهند سعیدیان، بهرام نوایی نیا، و مرتضی حسینعلی بیگی، «بررسی آزمایشگاهی رفتار خمشی دال‌های مجوف مسلح به میلگردهای FRP،» کنفرانس بین‌المللی سبک‌سازی و زلزله جهاد دانشگاهی استان کرمان، 1389.
[15]  محمد مهدی صالحی یانه سری و علی مدانلو، «تقویت خمشی و خمشی- برشی دال‌های مجوف بتن مسلح با استفاده از الیاف CFRP وGFRP و ورق‌های فولادی،» ارائه‌شده در نهمین کنگره بین‌المللی مهندسی عمران، 1391.
[16]  المیرا قورزایی و محمدرضا توکلی زاده، «بررسی عددی رفتار خمشی دال‌های بتنی مجوف تقویت شده با پلیمرهای مسلح شده با الیاف FRP،» ارائه شده در کنفرانس ملی مهندسی معماری، عمران و توسعه شهری، 1394.
[17]      Lee, S., Hong, K., Yeon, Y. and Jung, K., 2018. Flexural Behavior of RC Slabs Strengthened in Flexure with Basalt Fabric-Reinforced Cementitious Matrix. Advances in Materials Science and Engineering, 2018.
 [18] مهدی پروینی. 1394. آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله: استاندارد 2800. ادیبان روز.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار