بررسی تحلیل دینامیکی قاب های بتنی ضعیف مقاوم سازی شده با میله های frp به روش نصب در نزدیک سطح (nsm)

در حالت بهره برداری، اعضاء سازه های بتن مسلح ممکن است به علت تغییر در ضوابط آئین نامه های بارگذاری و طراحی، خوردگی آرماتورها و خرابی احتمالی بتن، اشتباه در محاسبات و یا ساخت، افزایش بارهای بهره برداری و یا خرابی پیش بینی نشده سازه نیاز به تقویت با روش های شناخته شده سنتی یا روش های جدیدی مانند چسباندن میله های کامپوزیتی frp درون شیارهای تعبیه شده در پوشش بتن به نام روش تعبیه در نزدیک سطح nsm)(near-surface mounted) می باشند. در روش nsm، بتن اطراف میله از تغییر در خصوصیات مکانیکی frp و خرابی ناشی از گرما محافظت کرده و باعث بهبود در پیوستگی و انتقال نیرو در محل تماس میله و بتن اطراف آن شده و منجر به افزایش قابلیت مقاومت خمشی در اعضاء بتنی می شود. تحقیقات آزمایشگاهی و عددی جهت مقاوم سازی المان های تیر و ستون به روش nsm در ده? اخیر در کشورهای اروپایی و آمریکای شمالی انجام شده است که نشان دهند? تأثیر مثبت این روش می باشد. در این پایان نامه با مدل سازی رفتار 31 نمونه شامل 16 نمونه تیر، 7 نمونه ستون و 8 نمونه قاب بتن مسلح تقویت شده با میله های frp در نرم افزار اجزای محدود abaqus، به بررسی افزایش مقاومت خمشی ناشی از نصب میله های frp در نزدیک سطح تیرها، ستون ها و قاب ها پرداخته شده است. متغیرهای مختلفی از جمله درصدهای متفاوت میلگرد طولی (معمولی 07/1 و پرآرماتور 45/1 درصد)، درصدهای متفاوت frp (معمولی 16/0 و پر cfrp 0/24 درصد)، نوع بتن معمولی (48.1mpa) یا کم مقاومت (30mpa)، میلگردها با جنس cfrp (کربنی)، gfrp (شیشه ای) و bfrp (بازالت) و ابعاد هندسی متغیر (مقطع معمولی 173×100 و مقطع قوی 200×120 میلیمتر) در مقاوم سازی خمشی تیرها مد نظر قرار گرفت. همچنین در بررسی مقاوم سازی برشی تیرها علاوه بر پارامترهای ذکر شده، چیدمان نصب میله های frp به صورت عمود بر محور تیر یا مورب مورد بررسی قرار گرفت نهایتاً در مقاوم سازی خمشی ستون های بتن مسلح و قاب های بتن مسلح به بررسی پارامترهای مشابهی پرداخته شد. نتایج نشان دهند? افزایش ظرفیت باربری تیرهای تقویت شده برشی در برخی نمونه ها تا 60%، افزایش جذب انرژی در تیرهای تقویت شده خمشی تا 200%، افزایش سختی برخی ستون های تقویت شده خمشی تا 120%، افزایش جذب انرژی در قابی که تقویت کامل خمشی دارد، به میزان 141% بود. همچنین افزایش ظرفیت باربری در تیر تقویت شده خمشی با الیاف cfrp، gfrp و bfrp به ترتیب برابر 90، 84 و 75 درصد بود. کاهش تغییرمکان وسط دهانه در تیرهای تقویت شده برشی در بار مشابه با بتن معمولی و کم مقاومت به ترتیب 18 و 10 درصد بود. افزایش ظرفیت باربری در قاب تقویت شده خمشی برای قاب با cfrp کم و زیاد برابر 7 و 35 درصد بود. افزایش سختی قاب برای ستون های کم آرماتور و پرآرماتور برابر 10 و 23 درصد بود. شکل پذیری و ظرفیت خمشی ستون ها، در حدود 50% افزایش داشته است که علت آن در مقایسه با افزایش قابل توجه شکل پذیری و ظرفیت خمشی در تیرها، عدم افزایش محصورشدگی قابل توجه در ستون ها در روش nsm نسبت به روش های دیگری مانند استفاده از ورق frp می باشد.