بررسی تاثیر کامپوزیت های frp بر رفتار تیرهای هم بند بتن ارمه

دیوارهای برشی هم بسته از سیستم های سازه ای موثر در مقابله با نیروهای جانبی نظیر باد و زلزله هستند. رفتار سازه ای این دیوارها به طور قابل توجهی متاثر از سختی، شکل پذیری و مقاومت تیر پیوند می باشد. امروزه، ترمیم و مقاوم سازی تیرهای هم بند موجود با نصب ورق های فولادی بر روی تیر انجام می گیرد. تیرهای فولادی و مقاطع مرکب بتنی و فولادی نیز به عنوان گزینه ای برای ساخت تیرهای هم بند جدید ارائه شده است و آیین نامه ی aci318-05 آرماتورگذاری قطری را به عنوان آرماتورگذاری ویژه تیرهای هم بند بتنی مسلح پیشنهاد می دهد. از طرفی استفاده از کامپوزیت های frp در بهسازی و افزایش ظرفیت اعضای بتنی، در سال های اخیر گسترش یافته است. مروری بر تحقیقات صورت پذیرفته در زمینه تقویت اعضاء بتنی با frp نشان می دهد، با وجود مطالعات زیادی که در زمینه ی تقویت اعضایی نظیر تیر، ستون، دال و دیوار برشی انجام شده است، تحقیقات انجام گرفته در زمینه ی تقویت تیرهای هم بند با استفاده از این مصالح بسیار محدود بوده است. در این مطالعه، با استفاده از یک مدل اجزای محدود، به بررسی تاثیر استفاده از کامپوزیت های frp جهت بهبود خصوصیات رفتاری تیر هم-بند پرداخته شده است. بدین منظور نمونه های تیر هم بند، در محیط کامپیوتری، مدل سازی و رفتار آن با نمونه ی آزمایشگاهی صحت سنجی شده است. نمونه ی مذکور، در ادامه، با استفاده از کامپوزیت های frp تقویت و منحنی های رفتاری سازه در هر حالت ارائه شده است. تمامی تحلیل های انجام شده در این مطالعه با استفاده از نرم افزار abaqus v. 6.8 انجام گرفته است. مطالعات انجام شده در سه بخش تقسیم بندی شده اند. در مرحله ی اول، تاثیر پارامترهای هندسی تیر، نظیر نسبت دهانه به ارتفاع و میزان آرماتور طولی و عرضی بر رفتار تیر سنجیده شده است. سپس تاثیر استفاده از کامپوزیت frp به صورت چسبانده شده ی خارجی مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این بخش تاثیر نحوه ی قرارگیری الیاف و ضخامت آن بر رفتار تیر سنجیده شده است. به علاوه تاثیر تقویت المان مرزی دیوار برشی نیز در این بخش بررسی شده است . در نهایت در بخش سوم استفاه از روش کامپوزیت frp چسبانده شده ی خارجی در تقویت تیر هم بند با روش های استفاده از آرماتور قطری و ورق فولادی مقایسه و منحنی های رفتاری ارائه شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از کامپوزیت frp می تواند به عنوان یک روش موثر در بهبود خصوصیات رفتاری تیر هم بند مطرح شود. استفاده از این کامپوزیت ها، بسته به نوع قرارگیری بر روی عضو، موجب افزایش ظرفیت باربری نمونه می گردد. در این حالت افزایش ضخامت لایه ی frp، به شرطی که تیر از دیوار قوی تر نشود، باعث افزایش ظرفیت باربری سیستم می-گردد. تقویت المان مرزی نیز، مخصوصا در حالتی که الیاف به صورت افقی قرار گیرند، در ارتقای ظرفیت باربری سیستم موثر است.