بررسی رفتار خمشی تیرهای تقویت شده با الیاف cfrp و gfrp و میلگرد gfrp و مدل سازی آن با نرم افزار اجزاء محدود

امروزه استفاده از پلیمر های مسلح شده با فیبر (frp) برای تقویت و مقاوم سازی سازه های بتن آرمه به عنوان روشی متداول و مرسوم در بحث مقاوم سازی سازه ها تبدیل شده است. از این جمله تقویت تیر های بتن آرمه به عنوان عنصر مهم سازه ای یکی از موارد مهم این نوع تقویت می باشد. تقویت خمشی تیر های بتنی مسلح با ورق ها و میلگرد های طولی frp در وجه کششی یکی از موارد پر کاربرد این بحث می باشد. علی رغم مزایای متعدد این مصالح تقویت کننده مانند وزن کم، سهولت در حمل و اجرای آنها و اضافه کردن حداقل سختی به عضو تقویت شده، این نوع تقویت دارای معایبی است که در صورت بی توجهی و برطرف نکردن آنها می تواند مشکلات اساسی در بحث شکل پذیری ایجاد کند. شکست زود هنگام و ناگهانی تیر های خمشی تقویت شده با این مصالح در اثر جدا شدن ناگهانی مصالح frp از بتن و/یا همراه با پوشش بتن در ناحیه ی کششی تیر از جمله ی این معایب و مشکلات است. در نتیجه در این پایان نامه با طرح ریزی و اجرای یک برنامه ی آزمایشگاهی، محاسباتی و مدل سازی سعی شد تا از وقوع این نوع شکست های زود هنگام جلوگیری شده و بتوان از حداکثر ظرفیت تقویت استفاده شود. لذا در مجموع 22 تیر بتنی مسلح به نحوی محاسبه و ساخته شدند تا ظرفیت خمشی (در وجه کششی) آنها به مراتب کمتر از ظرفیت برشی آنها باشد تا بعد از تقویت خمشی در وجه کششی شاهد شکست های برشی و شکست خمشی ناشی از انهدام بتن ناحیه ی فشاری تیر نباشیم. سپس روش های مختلفی برای تقویت انتهای ورق های طولی cfrp و میلگرد های طولی gfrp و همچنین تقویت برشی پوشش بتن در ناحیه ی کششی تیر به کار گرفته شد تا از وقوع شکست های زود هنگام و ناگهانی تیر های بتنی مسلح تقویت شده با ورق های طولی cfrp در وجه کششی و تقویت شده با میلگرد های طولی gfrp به روش nsm جلوگیری شود. تیر های تست شده در بخش آزمایشگاهی با روابط ارائه شده از سوی آیین نامه های aci و isis و همچنین روابط بسط داده شده توسط toutanji و همکارانش محاسبه شده و مقادیر خیز و بار برای آنها بدست آمده و با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شدند همچنین برخی از این تیر ها توسط نرم افزار اجزاء محدود abaqus مدل سازی و نتایج آنها استخراج گردید. بکارگیری روش های مختلف برای تقویت انتهای ورق های طولی در وجه کششی سبب گردید تا در برخی از تیر ها ظرفیت باربری نهایی و خیز نهایی نسبت به تیر های تقویت شده ی معمولی به ترتیب به میزان 39 درصد و 5/110 درصد افزایش پیدا کند. همچنین ظرفیت باربری برخی از تیر ها نسبت به ظرفیت باربری تیر کنترلی بدون تقویت تا 100 درصد افزایش پیدا کرد.