بررسی عددی تأثیر ورق کامپوزیت frp و ژاکت بتنی hpfrcc در مقاوم سازی ستون های بتنی ضعیف قاب های خمشی

یکی از اجزای اصلی و نیز عامل اصلی انتقال بار در هر سازه ای، ستون می باشد. بروز آسیب در ستون ها به خصوص تحت بارهای لرزه ای، پایداری کل سازه را با مخاطره مواجه می سازد. برای اصلاح عملکرد ستون ها روش های مختلفی مطرح گردیده است؛ از آن جمله می توان به مقاوم سازی ستون ها با ژاکت بتنی، صفحات فولادی، ورق frp (مواد پلیمری مسلح به الیاف)، ژاکت بتنی hpfrcc (ترکیبات سیمانی مسلح به الیاف دارای عملکرد بالا) و... اشاره کرد، که تحقیقات اندکی در سال های اخیر بر روی استفاده از ژاکت بتنی hpfrcc انجام شده است. اهتمام اصلی در این پایان نامه، بررسی تأثیر ورق کامپوزیتfrp و بررسی رویکرد استفاده از ژاکت بتنی hpfrcc در تقویت ستون های بتن آرمه و بررسی تأثیر آن ها در قاب خمشی به صورت عددی می باشد. در این تحقیق ستون ها و قاب های بتن آرمه، تحت بارهای محوری ثابت و جانبی رفت و برگشتی افزاینده در نرم افزار تحلیل عددی ls-dyna مدل سازی و آنالیز گردیدند که مجموعاً 21 عدد ستون و2 عدد قاب خمشی بوده اند. تأثیر عواملی مانند بار محوری، مقاومت فشاری بتن، ضخامت ورق frp، کاربرد ورق frp به صورت پیوسته یا منقطع و زاویه قرارگیری ورق کامپوزیت frp نسبت به ستون در مورد ستون های مقاوم سازی شده با frp و همچنین عواملی مانند نسبت طول به عرض مقطع h/b و ضخامت ژاکت hpfrcc در مورد ستون های مقاوم سازی شده با hpfrcc و در ادامه تأثیر استفاده از ورق کامپوزیت frp و ژاکت بتنی hpfrcc به صورت پوشش کامل ستون ها و چشمه اتصال در قاب خمشی بررسی شدند. به عنوان نتایج این تحقیق، نمودارهای هیسترسیس بار - تغییرمکان، جذب انرژی در هر چرخه، جذب انرژی کل هر یک از اجزای سازه، سختی موثر و شاخص آسیب بر حسب دریفت برای کلیه مدل های تحلیل شده استخراج شد. از بررسی و تفسیر نمودارها نتیجه شد که در ستون های مقاوم سازی شده باfrp افزایش تنش محوری تا باعث افزایش محصورشدگی بتن و در نتیجه افزایش جذب انرژی و افزایش تنش محوری از تا باعث کاهش جذب انرژی، شکل پذیری و تغییر مکان نهایی ستون می شود و تغییر زاویه ورق frp از صفر به 30 درجه، افزایش ضخامت پوشش frpو نیز افزایش مقاومت بتن باعث افزایش جذب انرژی، شکل پذیری و تغییر مکان نهایی سازه می شود. با مقایسه نتایج ستون های مقاوم- سازی شده با ژاکت به ضخامت 40 میلی متر hpfrcc و با نسبت های مختلف ابعادی ، افزایش 50 درصدی مقاومت و افزایش قابل توجه جذب انرژی در ستون های با نسبت ابعادی h/b برابر 1 مشاهده شد. ضمناً حداکثر بار جانبی و قابلیت جذب انرژی در قاب مقاوم سازی شده با hpfrcc نسبت به قاب مقاوم- سازی شده با frp افزایش یافت.