بررسی رفتار اتصال ورق FRPو مهارهای FRP بادبزنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان ، اصفهان، ایران

2 دانشگاه صنعتی اصفهان

10.22124/jcr.2023.24067.1616

چکیده

تقویت سازه‌های بتن آرمه با استفاده از کامپوزیت‌های FRP مکانیزم‌های گسیختگی متنوعی را منجر می‌شود. متداول‌ترین مود شکست نمونه‌های تقویت شده، جدا شدگی زود هنگام ورق FRP پیش از استحصال حداکثر ظرفیت کششی آن می‌باشد. یکی از روش‌های مؤثر در به تأخیر انداختن یا حذف جدا شدگی ورق‌های تقویتی استفاده از مهار‌های FRP می‌باشد. در این مطالعه رفتار اتصال، پس از جدا شدگی ورق از سطح بتن و عملکرد مهار پس از جدا شدگی مورد بررسی قرار می‌گیرد. در محدوده‌ی تحقیق، عمق قرارگیری مهار، نسبت سطح مقطع مهار به سطح مقطع ورق تقویتی و طول اتصال ورق FRP بر روی مهارهای مستقیم بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل از آزمایش برش مستقیم، افزایش طول قسمت باد بزنی مهارهای FRP مقاومت اتصال را افزایش می‌دهد. با این حال افزایش طول قسمت بادبزنی تا 90 میلی متر، توانایی حذف جدا شدگی ورق تقویتی از مهار FRP را ندارد. در ادامه‌ی تحقیق، طول باد بزنی 150 میلی متر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد، در این نمونه مقاومت اتصال تقریباً به مقاومت نهایی کششی کامپوزیت FRP رسیده و به طور متوسط افزایش 92 درصدی در مقاومت اتصال نسبت به نمونه‌هایی با طول بادبزنی 60 میلی متر اتفاق می‌افتد. مود شکست این نمونه‌ها جدا شدگی ناگهانی در اتصال، به همراه آسیب جزئی به ورق تقویتی در ناحیه‌ی اتصال مهار به ورق است. افزایش مقاومت اتصال با افزایش طول قسمت باد بزنی مهار را می‌توان ناشی از افزایش سطح اتصال بین ورق تقویتی و مهار باد بزنی و انتقال تنش در سطحی بیش‌تر دانست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Bond behavior between FRP sheet and FRP anchor

نویسندگان [English]

  • mehrdad garakyaragh 1
  • Davood Mostofinejad 2
1 Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology (IUT), Isfahan
2 Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology (IUT)
چکیده [English]

Fiber-reinforced polymer (FRP) anchors are used to prevent or delay the debonding of FRP sheets in the strengthening of structures. There are various methods to prevent or delay the debonding of FRP sheets, among them is the use of FRP anchors. In this research, the behavior of the bond between the FRP sheet and the FRP anchor after the debonding of the reinforcement sheet from the concrete surface was evaluated. Therefore, the specimens were reinforced in such a way that there is no bond between the reinforcement sheet and the concrete surface. The simultaneous increase in the ratio of the cross-sectional area and the length of the fan leads to an increase in the bond strength; therefore, the specimens with a fan length of 90 mm experience an average increase of 50% in bond strength. In this case, the failure mode was anchor debonding from the sheet. Results showed that increasing the length of the fan improved the bond strength. Therefore, the specimens with a fan length of 150 mm reached the bond strength to almost the ultimate tensile strength of the FRP composite. The amount of slip, in this case, is on average 2.5 times the specimens with a 60 mm length of fan. According to the failure mode of the specimens, the embedment depth of 50 mm has the ability to fully transfer the stress to the concrete and the anchor has not been pulled out.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fiber Reinforced Polymers (FRP)
  • Anchor
  • Debonding
  • Bond strength
  • FRP-concrete joint
  • Single-lap shear test

مراجع

[1] Teng, J.G., Lam, L., Chan, W. and Wang, J., 2000. Retrofitting of deficient RC cantilever slabs using GFRP strips. Journal of composites for construction, 4(2), pp.75-84.
[2] Orton, S.L., Jirsa, J.O. and Bayrak, O., 2008. Design considerations of carbon fiber anchors. Journal of Composites for Construction, 12(6), pp.608-616.
[3] Smith, S.T., Hu, S., Kim, S.J. and Seracino, R., 2011. FRP-strengthened RC slabs anchored with FRP anchors. Engineering Structures, 33(4), pp.1075-1087.
[4] Llauradó, P.V., Fernández-Gómez, J. and Ramos, F.J.G., 2017. Influence of geometrical and installation parameters on performance of CFRP anchors. Composite Structures, 176, pp.105-116.
[5] del Rey Castillo, E., Griffith, M. and Ingham, J., 2019. Straight FRP anchors exhibiting fiber rupture failure mode. Composite Structures, 207, pp.612-624.
[6] Kara, M.E. and Mustafa, Y.A.Ş.A., 2013. An Investigation of fan type anchorages applied to end of CFRP strips. Steel and Composite Structures, An International Journal, 15(6), pp.605-621.
[7] Meisami, M.H., Mostofinejad, D. and Nakamura, H., 2015. Strengthening of flat slabs with FRP fan for punching shear. Composite structures, 119, pp.305-314.
[8] del Rey Castillo, E., Griffith, M. and Ingham, J., 2018. Seismic behavior of RC columns flexurally strengthened with FRP sheets and FRP anchors. Composite Structures, 203, pp.382-395. 
[9] Mostofinejad, D. and Mahmoudabadi, E., 2010. Grooving as alternative method of surface preparation to postpone debonding of FRP laminates in concrete beams. Journal of Composites for Construction, 14(6), pp.804-811.
[10] Mostofinejad, D. and Akhlaghi, A., 2017. Experimental investigation of the efficacy of EBROG method in seismic rehabilitation of deficient reinforced concrete beam–column joints using CFRP sheets. Journal of Composites for Construction, 21(4), p.04016116.
[11] Chaallal, O., Nollet, M.J. and Perraton, D., 1998. Strengthening of reinforced concrete beams with externally bonded fiber-reinforced-plastic plates: design guidelines for shear and flexure. Canadian Journal of Civil Engineering, 25(4), pp.692-704.
 [12] Spadea, G., Bencardino, F. and Swamy, R. N., 2000. Optimizing the performance characteristics of beams strengthened with bonded CFRP laminates. Materials and Structures, 33(226), pp.119-126.
[13] Ozbakkaloglu, T. and Saatcioglu, M., 2009. Tensile behavior of FRP anchors in concrete. Journal of Composites for Construction, 13(2), pp.82-92.
[14] Zhang, H.W., Smith, S.T. and Kim, S.J., 2012. Optimization of carbon and glass FRP anchor design. Construction and Building Materials, 32, pp.1-12.
[15] Muciaccia, G., Khorasani, M. and Mostofinejad, D., 2022. Effect of different parameters on the performance of FRP anchors in combination with EBR-FRP strengthening systems: A review. Construction and Building Materials, 354, p.129181.
[16] http://www.sika.com.my
[17] http://www.Quantom EPR 3301.co.uk/
[18] Shabani, E., Mostofinejad, D., & Saljoughian, A., 2023. Bond behavior of prestressed FRP sheet-concrete joints: Comparison of EBROG and EBR methods. Construction and Building Materials, 400, 132752.
‏[19] Eshaghi‐Milasi, S., Mostofinejad, D., Saljoughian, A., & Bahmani, H., 2022. Behavior of RC columns strengthened with UHPFRC jackets through grooving method under eccentric loading: a comparative evaluation of steel and synthetic macro fibers in UHPFRC. Structural Concrete, 23(1), 187-206.‏
[20] ASTM D3039/D3039M, ''Tensile properties of polymer matrix composite materials'', 2000.
[21] Hosseini, A., Mostofinejad, D., and Hajialilue-Bonab, M., 2012. Displacement Measurement of Bending Tests Using Digital Image Analysis Method. International Journal of Engineering and Technology, 4, pp. 642-644.
[22] Salimian, M.S. and Mostofinejad, D., 2019. Experimental evaluation of CFRP-concrete bond behavior under high loading rates using particle image velocimetry method. Journal of Composites for Construction, 23(3), p.04019010.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار