بهسازی اتصالات لوله ای t شکل بوسیله مواد کامپوزیتی (frp) تحت بار فشاری

چکیده در دهه های اخیر پیشرفت قابل توجهی در استفاده از پلیمر مسلح شده با الیاف (frp) در زیرساخت-های عمرانی صورت گرفته است. این مصالح به طور گسترده برای تقویت اعضای بتنی مورد استفاده قرار می¬گیرند، اما کاربرد آن¬ها برای سازه¬های فولادی تاکنون حداقل بوده¬است. سازه¬های دریایی بخصوص سکوهای دریایی به دلیل تقاضای روزافزون انرژی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. این سازه ها به علت آسیب¬دیدگی و یا ضرورت¬های دیگر نیاز به تعمیر و تقویت دارند. نیاز به روش¬هایی سریعتر، مطمئن¬تر و با هزینه ¬های کمتر باعث شد که به دنبال نتایج مثبت به دست آمده ازکاربرد frp در سازه¬های عمرانی، توجه ویژه¬ای به استفاده از این مواد برای انجام تعمیرات سازه¬های فراساحل معطوف شود. در این پژوهش، مطالعه ای با هدف بررسی رفتار اتصالات t- شکل تقویت شده با مصالح frp تحت بار محوری فشاری انجام شده است تا میزان کارآمدی این مصالح در بهبود این اتصالات مورد ارزیابی قرار گیرد. در این راستا و به منظور بررسی اثر متغیرهای مختلف، مدل هایی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود غیر خطی abaqus ساخته شد که پس از تحلیل عددی پارامترهای موثر در رفتار نمونه ها، مورد ارزیابی قرار گرفتند. از فولاد با منحنی تنش- کرنش الاستیک-پلاستیک ایده آل و برای تقویت اتصالات از کامپوزیت شیشه/اپوکسی به دلیل عمومیت آن استفاده شده و برای مدل سازی اعضای لوله ای و کامپوزیت از المان سه بعدی پوسته ای s4 استفاده شده است. اتصال بین فولاد و کامپوزیت به صورت ایده آل در نظر گرفته شده است. اثر تعداد لایه های frp و جهت الیاف بر ظرفیت نهایی اتصالات لوله ای تقویت شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از تحلیل عددی، بهبود در ظرفیت نهایی اتصالات تقویت شده را نشان داد که با افزایش تعداد لایه ها این میزان بهبود افزایش یافت. با مقایسه بار شروع گسیختگی frp با بار نهایی اتصال روشن شد که کامپوزیت می تواند مقدار قابل توجهی از بار نهایی اتصال را بدون گسیختگی تحمل کند. همچنین با مقایسه تنش فون- میسس و تغییر مکان قائم و افقی (بیضی شدگی) عضو اصلی اتصالات تقویت شده و اتصالات بدون frp مشاهده شد که این روش تقویت، با کاهش قابل توجه این مقادیر باعث به تاخیر انداختن تسلیم فولاد و افزایش سختی اتصال و بهبود رفتار اتصالات می گردد. کلیدواژه ها : frp، اتصالات t- شکل، بار فشاری، اجزای محدود غیر خطی، ظرفیت نهایی اتصالات