بررسی رفتار محوری و خمشی ستون های بتنی چهار گوش تقویت شده با نوارهای قائم frp در گوشه ها و بست های frp در وجوه

تعمیر و تقویت اعضای سازه ای در موارد مختلف، به منظور جلوگیری از آسیب های احتمالی امری ضروری است. یکی از روش های رایج برای تقویت خارجی اعضای بتن آرمه از جمله ستون ها، محصور سازی این اعضا توسط کامپوزیت های frp می باشد. بر اساس تحقیقات انجام گرفته در این زمینه، هنگامی که کامپوزیت frp به صورت دورپیچ چسبیده به بتن، برای محصور سازی ستون ها به کار می رود، از تمامی ظرفیت کششی آن استفاده نمی شود؛ به طوری که frp در کرنشی بسیار کمتر از ظرفیت کششی گزارش شده طبق آزمایش نمونه های تخت گسیخته می شود. به علاوه، این پدیده در ستون های با مقطع چهار گوش به علت توزیع غیر یک نواخت فشار محصور کننده روی محیط مقطع و تمرکز تنش در گوشه های آن مورد توجه بیشتری می باشد. تا کنون مطالعات زیادی در جهت بهبود کارایی کامپوزیت در محصور سازی ستون های چهار گوش انجام گرفته است، که در هر یک از آن ها سعی شده با کنترل تمرکز تنش در گوشه ها، توزیع یک نواخت تری از تنش های محصور کننده روی محیط ایجاد گردیده و از پارگی frp در نواحی گوشه جلوگیری شود. از این جمله می توان به استفاده از نوارهای گوشه frp اشاره نمود. در تحقیق حاضر با گسترش روش استفاده از نوارهای frp در گوشه ها، تکنیک جدیدی تحت عنوان استفاده از نوارهای گوشه و بست های frp برای محصور سازی ستون های بتن آرمه ی چهار گوش، مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش سعی شده که با کاهش انحنای ورقه های frp در حین محصور سازی نمونه و نزدیک نمودن عملکرد آن به نمونه های موجود در آزمایش های تخت، از کارایی کامپوزیت در حد مطلوب استفاده گردد. به منظور بررسی رفتار محوری و خمشی ستون در روش جدید ذکر شده و مقایسه ی آن با سایر روش های محصور سازی موجود، تعداد 42 نمونه ستون بتن آرمه به ارتفاع 500 میلی متر و با دو مقطع مربعی به ابعاد مقطع 133*133 میلی متر و مستطیلی به ابعاد مقطع 160*110 میلی متر، تحت بار محوری با خروج از مرکزیت های صفر، 30، 60، 90 و 120 میلی متر قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که استفاده از تکنیک جدید نوار گوشه-بست در محصور سازی ستون، شرایطی را فراهم می سازد که نوارهای بست محصور کننده به صورت کاملاً یک نواخت تحت کشش ناشی از محصور شدگی قرار گیرد؛ بنابراین با ایجاد محصور شدگی یک نواخت در مقطع و همچنین حذف تأثیرات منفی ناشی از تمرکز تنش در گوشه ها باعث می شود کارایی کامپوزیت محصور کننده به میزان موثری در تمامی خروج از مرکزیت ها افزایش یابد. در این صورت در خروج از مرکزیت صفر، مقاومت و شکل پذیری نمونه، افزایش قابل ملاحظه ای به ترتیب به میزان 1/11 و 8/42 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده به صورت غیر پیوسته در ارتفاع خواهد داشت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده با افزایش خروج از مرکزیت بار، میزان افزایش ظرفیت باربری ستون کاهش می یابد. به طوری که میزان افزایش باربری برای خروج از مرکزیت صفر، 60، 90 و120 به ترتیب به میزان 4/42، 4/40، 6/31 و 8/21 درصد نسبت به نمونه ی شاهد می باشد.