تحلیل وطراحی ستون های کوتاه مقاوم سازی شده باcfrp (مقاطع مربعی ومستطیلی)

پیشگفتار در سال های اخیر، سازه های موجود در بسیاری از کشورها، احتیاج مبرمی به مقاوم سازی و ترمیم دارند. بر طبق یک مطالعه انجام شده توسط cerf(پایگاه مطالعات مهندسی عمران ) و asce در سال 1994، بیش از 50% درصد از همه پل ها در آمریکای شمالی پیش از سال 1940 ساخته شده اند و تقریباً 42% از این پل ها به طور سازه ای ناقص و غیر قابل استفاده می باشد. حتی میان پل ها ساخته شده پس از جنگ جهانی دوم، درصد زیادی از آنها اصولاً برای وسائل نقلیه کوچک طراحی شده بودند، بارهای سبکتر و یک حجم ترافیک پایین تر نسبت به بارها و حجم ترافیک های امروزی در این پل ها لحاظ می شده است. هزینه بالای مقاوم سازی و تعویض قسمت های آسیب دیده مانعی برای اصلاح این پل ها بوده است. استفاده از کامپوزیت frp، به عنوان یک گزینه عملی نسبت به روش ها و فنون مقاوم سازی مرسوم و متداول در سازه های بتنی به طور روزافزون در حال توسعه می باشد. گستره این نوع مقاوم سازی برای تقویت عملکرد اجزاء سازه شامل تیر، ستون، دال، دیوار برشی به عنوان یک گزینه عملی نسبت به روش ها و فنون مقاوم سازی مرسوم و متداول در سازه های بتنی به طور روزافزون در حال توسعه می باشد. با مطالعه رفتار سازه های بتنی مشخص می شود عوامل متعددی مانند: اشتباهات محاسبه و طراحی، عدم اجرای مناسب، تغییر کاربری سازه ها و آسیب دیدگی ناشی از وارد شدن بارهای تصادفی، سازه را از سرویس خارج می کند، ضمناً تغییر آیین نامه ها (باعث تغییر در بارگذاری و ضرایب اطمینان می شود) نیز سبب ارزیابی و بازنگری مجدد طرح و سازه می گردد تا در صورت لزوم بهسازی و تقویت شود. سیستم های الیاف مسلح شده پلیمری برای تقویت سازه های بتنی پدیدار شده و به عنوان یک جانشین برای روش های سنتی از قبیل چسباندن صفحات فولادی، افزایش سطح مقطع با بتن ریزی مجدد و پیش تنیدگی خارجی می باشد. ستون های بتن مسلح، اعضای اصلی مقاوم در برابر بارهای افقی و ‏قائم در سازه های بتنی به شمار می آید لذا مقاوم کردن ستون ها در برابر نیروهای زلزله می تواند نقش مهمی در مقاوم سازی کل سازه داشته باشد. در نتیجه استفاده از کامپوزیت هایfrp‏ جهت مقاوم سازی ستون های بتنی مسلح در دنیا گسترش یافته است و مطالعه در این زمینه از طرف محققین زیادی صورت می گیرد. برطبق تحقیقات صورت گرفته، گسیختگی برشی ستون ها از انواع خطرناک گسیختگی است که می تواند منجر به انهدام پل ها شود. بنابراین ممانعت از گسیختگی برشی اهمیت ویژه ای دارد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus نقش الیاف cfrp وgfrp در بهبود رفتار برشی ستون های بتن آرمه مورد بررسی قرارگرفت. محتوای این تحقیق مشتمل برچهارفصل بوده که در فصل اول با عنوان مروری بر تحقیقات انجام شده ، پیشینه ای از تحقیقات صورت گرفته در زمینه مقاوم سازی توسط ورق های frp ارائه شده است. در فصل دوم با عنوان مدلسازی رفتار مصالح بتن، فولاد و frp درروش اجزاء محدود، به بررسی رفتار مواد به کار رفته در این تحقیق پرداخته تا بتوان با توجه به نوع مواد خصوصیات مناسب تری را به نرم افزار ارائه نمود. در این فصل مقایسه ای اجمالی بین انواع ورق های frp صورت گرفته است. در فصل سوم با عنوان ستونهای کوتاه تقویت شده باfrpبه روش اجزاء محدودوصحت سنجی آنها توضیحاتی در مورد خصوصیات المان ها و مواد موجود در مدل سازی نمونه ها ارائه شده ونیز صحت سنجی نرم افزار انجام شده است. در فصل چهارم با عنوان نتایج به دست آمده، مدل سازی صورت گرفته و نتایج حاصل از نمونه های مورد مطالعه نیز ارائه شده است. که نشان دهنده تأثیر مناسب این نوع الیاف در بهبود رفتار برشی ستون های کوتاه می باشد .ودرفصل پنجم به جمع بندی ونتیجه گیری، تحقیق ارائه شده، پرداخته شده است.