رفتار محوری ستون های بتن آرمه مربعی محصور شده با استفاده از نوارهای FRP در گوشه‌ها و بست های FRP در وجوه

نویسندگان

چکیده

یکی از روش های رایج برای تقویت اعضای بتن‌آرمه از جمله ستون ها، محصورسازی آن ها توسط کامپوزیت های FRP می باشد. بر‌اساس تحقیقات انجام گرفته، هنگامی که کامپوزیت FRP به صورت دورپیچ چسبیده به بتن، برای محصورسازی ستون ها به کار رود، از تمامی ظرفیت کششی آن استفاده نمی شود؛ به طوری که FRP در کرنشی بسیار کمتر از مقدار ظرفیت کششی گزارش شده طبق آزمایش نمونههای تخت گسیخته می شود. به علاوه، پارگی زودهنگام FRP در ستون های با مقطع چهارگوش به علت توزیع غیریکنواخت فشار محصورکننده روی محیط مقطع و تمرکز تنش در گوشه های آن مورد توجه بیش تری می باشد.
در تحقیق حاضر تکنیک جدیدی تحت عنوان استفاده از نوارهای گوشه به همراه بست های FRP، جهت محصورسازی ستون های بتنی چهارگوش، مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش سعی شده که با کاهش انحنای ورقه های FRP در حین محصورسازی نمونه و نزدیک نمودن عملکرد آن به نمونه های تخت، از کارایی کامپوزیت در حد مطلوبی استفاده گردد. برای مقایسه روش جدید ذکر شده با سایر روش های محصورسازی، 11 نمونه ستون بتن‌آرمه مربعی به ابعاد 500 133 133 میلی متر، تحت آزمایش فشار تک محوری قرار گرفتند. پارامترهای مورد مطالعه در این نمونه ها شامل تاثیر روش تقویتی، پیوستگی یا غیرپیوستگی نوارهای گوشه در ارتفاع و حجم الیاف مصرفی می باشد. نتایج حاصل نشان دادند که استفاده از تکنیک جدید نوار گوشهبست، شرایطی را فراهم می‌سازد که نوارهای بست محصورکننده به صورت کاملاً یکنواخت تحت کشش ناشی از محصورشدگی قرار گیرند؛ بنابراین با ایجاد محصورشدگی یکنواخت در مقطع و همچنین حذف اثرات منفی ناشی از تمرکز تنش در گوشه ها، میزان مقاومت و شکل پذیری نمونه را به میزان قابل ملاحظه ای نسبت به نمونه دورپیچ شده به صورت معمول افزایش می دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Axial behavior of square RC columns confined with FRP strips at corners and FRP battens at sides

نویسندگان [English]

  • D. Mostofinejad
  • E. ilia
چکیده [English]

The application of fiber reinforced polymer (FRP) composites has been successfully promoted for external strengthening of reinforced concrete (RC) columns. Recent studies showed that when these jackets are formed in a wet lay-up process for confinement of columns, an average rupture strain of FRP in specimens substantially fall below those of flat coupon tensile tests. The problem is more important in square columns because of premature rupture of FRP at corners due to stress concentration.
In this paper, a new method is introduced for confinement of square concrete columns as using FRP strips at corners and FRP battens at sides. In this method, FRP battens does not experience any curvature in confining of section and its behavior is very close to flat coupons. To compare the new proposed method with other FRP-confining techniques, 11 square RC columns with 133 x 133 mm cross section and 500 mm height were experimentally tested under uniaxial compression. The test parameters included influence of confining method, continuity or discontinuity of corner strips along height of column and the volume of fibers used. The experimental results clearly demonstrated that confining battens in the new method of corner strip-batten uniformly stretched under the tension stresses of confinement; therefore, uniform distribution of confining pressure on section occurred and the stress concentration at corners was eliminated. Thus, in the proposed method, better performance of FRP in confinement was observed and the compressive behavior of the strengthened column was significantly improved compared to those confined using conventional FRP wraps.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Confinement
  • CFRP composite
  • square RC column
  • corner strip
  • batten
  • uniaxial compression