ارزیابی مقاومت و شکل پذیری ستونهای بتنی مستطیلی تقویت شده با کامپوزیتهای frp (تحت نیروی محوری و لنگر خمشی)

این مطالعه روی ستونهای مستطیلی و دایره ای بتن مسلح و غیرمسلح تقویت شده با کامپوزیتهای cfrp انجام شده است. هدف از آن تعیین رفتار این ستونها تحت بار محوری خالص و بار محوری خارج از مرکز (ترکیب نیروی محوری و لنگر خمشی) با روش آزمایشگاهی و عددی می باشد. در قسمت مطالعه آزمایشگاهی، 10 عدد نمونه ستون بتن مسلح بزرگ مقیاس (مقیاس یک دوم) ساخته شده و پس از تقویت با کامپوزیتهای cfrp تحت بار محوری خارج از مرکز قرار گرفته اند. هدف از این آزمایشات تعیین رفتار این ستونها تحت نیروی محوری و لنگر خمشی بوده است. از بتن هرکدام از نمونه های فوق نمونه های آزمایشی کوچک مقیاس با مقطع دایره، مربع و مستطیل گرفته شده و در حالت غیرمسلح با و بدون تقویت تحت بار محوری خالص آزمایش شده اند. هدف از آزمایشهای روی نمونه های کوچک مقیاس، تعیین رفتار بتن محصور شده با کامپوزیتهای cfrp بوده است. در ادامه مطالعات، تحلیل عددی این ستونها توسط نرم افزار ansys انجام شده است. هدف از این تحلیل عددی این بوده است که پارامترهای رفتاری ستونهای بتن مسلح و غیر مسلح تقویت شده با کامپوزیتهای cfrp تحت نیروی محوری و لنگر خمشی توسط نمونه های آزمایشگاهی کالیبره شود و سپس با داشتن پارامترهای رفتاری لازم، یک مطالعه پارامتریک عددی انجام شود. به این ترتیب تاثیر پارامترهای آرایش الیاف، تعداد لایه ها، مقاومت بتن روی مقاومت و شکل پذیری ستونهای با مقطع دایره و مستطیل تحت بار محوری خالص و بار محوری خارج از مرکز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که تقویت ستونهای دایره ای و مستطیلی بتن مسلح و غیرمسلح با کامپوزیتهای cfrp باعث افزایش قطعی و قابل ملاحظه مقاومت و شکل پذیری می شود و اعمال بار محوری خارج از مرکز که باعث ترکیب لنگر و نیروی محوری می شود، اثر این بهبود را کاهش می دهد. با استفاده از آرایش مناسب الیاف می توان مقاومت و شکل پذیری ستونهای بتن مسلح تحت ترکیب نیروی محوری و لنگر خمشی را بهبود بخشید. در انتها یک مدل رفتاری برای بتن محصور شده با کامپوزیتها ارایه شده و برای ستونهای مستطیلی بتن مسلح محصور شده با کامپوزیتها نیز نمودارهای اندرکنش نمونه جهت طراحی تهیه شده است.