تقویت ستون های بتن آرمه تحت اثرات توام نیروی محوری و گشتاور خمشی دومحوره با استفاده از مصالح FRP

امروزه کامپوزیت‌های پلیمری الیافی (FRP) با مقاومت بالا به­طور گسترده در بهسازی و مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کامپوزیت‌ها برای تقویت اجزای مختلف سازه از جمله تیرها، ستون‌ها و اجزای صفحه‌ای مانند دال‌های سقف‌ و دیوارهای برشی قابل کاربرد است. با وجود استفاده گسترده، دستورالعمل‌های موجود فاقد روش جامعی برای تقویت اجزای ستون‌های بتن آرمه تحت شرایط عمومی بارگذاری هستند. از آن‌جایی که ستون‌ها در سازه‌های بتنی درجا عموماً تحت اثرات توام نیروی محوری و خمش دو محوره قرار می‌گیرند، ارزیابی و تقویت آن‌ها تحت اثر تلاش‌های توام مذکور در کارهای عملی مقاوم‌سازی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. این مقاله به مطالعه تقویت و بهسازی اجزا ستون‌های بتن‌آرمه تحت اثرات ترکیبی نیروی محوری-گشتاور خمشی با استفاده از کامپوزیت‌های FRP می‌پردازد. برای این منظور، ضمن توسعه روابط موجود تقویت ستون‌های تحت اثر نیروی محوری و گشتاور خمشی تک‌محوره با الیاف FRP با جهت‌گیرهای عرضی، طولی و نیز ترکیبی دو جهته، روشی محاسباتی برای تقویت ستون‌های بتنی مستطیلی تحت اثرات توام نیروی محوری و خمش دو محوره پیشنهاد می‌شود. در ادامه، با استفاده از یک مطالعه موردی، روش پیشنهادی این مقاله تشریح شده و مزایا و معایب استفاده از الیاف عرضی، طولی و یا ترکیب آن‌ها از طریق مقایسه منحنی‌های اندرکنش ستون‌ تقویت شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی برای کارهای عملی مقاوم سازی مناسب بوده و همچنین الیاف عرضی تنها و یا الیاف ترکیبی عرضی و طولی برای تقویت ستون‌های با هر دو رفتار فشار-کنترل و کشش-کنترل موثر است. با این وصف، نشان داده خواهد شد که الیاف طولی تنها، صرفاً برای تقویت ستون‌های با رفتار کشش-کنترل موثر است. به علاوه، روش تحلیلی پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی وارسی و صحت‌سنجی خواهد شد.