رفتار محوری ستون های دایروی توخالی دورپیچ شده با نوارهای gfrp

از پلیمرهای مسلح شده با الیاف (fiber reinforced polymers, frp) به منظور تقویت و بهسازی سازه های موجود و همچنین ساخت سازه های جدید در مهندسی عمران استفاده می شود. در سال های اخیر، روش های مختلفی برای تقویت ستون های بتنی با استفاده از frp ابداع شده است که از این میان، دورپیچ ستون ها با نوار های frp به عنوان متداول ترین روش تقویت ستون های بتنی شناخته می شود. تعداد زیادی از ستون های بتن مسلح ساخته شده در کشورهای اروپایی، به شکل مقطع توخالی طراحی و ساخته شده اند. وجود حفره ی داخلی در این اعضا علاوه بر کاهش وزن سازه و صرفه جویی در مصالح مصرفی، مجرای مناسبی برای عبور تاسیسات نیز فراهم می آورد. ایجاد حفره در هسته ی بتنی، در کاهش وزن ستون ها و پایه های با قطر زیاد، از اهمیت زیادی برخوردار است. فرسایش و خوردگی بتن و میلگرد ناشی از عوامل محیطی، افزایش بارهای بهره برداری (در اثر تغییر کاربری سازه)، سخت تر شدن ضوابط و قوانین آیین نامه ها و خطاهای ساخت و طراحی، شناخت روش های بهسازی و تقویت این اعضا را ضروری می سازد. در این پژوهش، با توجه به اهمیت موضوع فوق و همچنین شناخت بیشتر اعضای بتنی توخالی، رفتار محوری ستون های بتنی غیر مسلح دایروی توخالی دورپیچ شده با پلیمرهای مسلح با الیاف شیشه (gfrp) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، تعداد 10 نمونه ی توخالی دورپیچ شده به همراه 8 نمونه ی توخالی دورپیچ نشده ساخته شد و تحت بارگذاری محوری قرار گرفت. اثر خصوصیات سطح مقطع، ضخامت نوارهای gfrp، اندازه ی حفره ی داخلی بر روی محصورشدگی و همچنین مکانیزم شکست در این نمونه های بتنی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که برای هر نسبت قطر داخلی به قطر خارجی مورد بررسی، افزایش ضخامت نوار gfrp منجر به تغییر مکانیزم شکست در نمونه ها شده است. علاوه بر آن، وارسی مدل تنش ـ کرنش یک بعدی نشان داد که این مدل، پیش بینی قابل قبولی از رفتار محوری ستون های بتنی دایروی توخالی دورپیچ شده با نوارهای frp ندارد.