مطالعه رفتاری و تحلیل ستون های بتنی تقویت شده با frp به روش دورپیچی تحت بار محوری خارج از مرکز

سازه های موجود در موارد زیادی نیاز به ترمیم و تقویت دارند، این مسأله دارای دلایل مختلفی از جمله خرابی های به وجود آمده در سازه ها ناشی از زلزله های گذشته، طراحی نامناسب، عدم رعایت ضوابط اجرایی در هنگام ساخت، تغییر و اصلاح ضوابط آیین نامه ها و تغییر کاربری سازه ها می باشد. روشهای مختلفی برای تقویت سازه ها در سالیان اخیر پیشنهاد شده اند، که از این میان می توان به استفاده از مواد مرکب پلیمری اشاره نمود. استفاده از کامپوزیتها به دلیل خواص مناسب آن ها از قبیل مقاومت و سختی بالا، وزن کم، مقاومت در برابر خوردگی، نصب سریع و آسان، تغییر ناچیز ابعاد المانهای سازه ای مانند تیر و ستون و امکان انجام مقاوم سازی در دوره بهره برداری در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. محصور کردن بتن یعنی قرار دادن آن تحت تنش های فشاری چند محوره در اعضای فشاری، باعث افزایش مقاومت و شکل پذیری این اعضا می شود. ایجاد محصوریت در ستون های بتن مسلح با استفاده از ژاکت های فولادی و پلیمری امکان پذیر است. استفاده از ژاکت های پلیمری frp به دلایل مختلفی از جمله وزن کمتر، سادگی نصب و اجرا و سختی فوق العاده بر ژاکت های فولادی ارجحیت دارد.عمده تحقیقاتی که در این زمینه انجام شده است، مربوط به ستونهایی است که تحت بارگذاری محوری قرار دارند، لیکن اکثر ستونها در سازه ها تحت اندرکنش بار محوری و لنگر خمشی قرار دارند. این پروژه شامل تحقیقات عددی بر روی ستون های بتن مسلح تحت بارگذای خروج از مرکز است. تحقیقات مورد نظر، پس از ارزیابی مدلسازی عددی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی موجود، انجام شده است. در هر مورد، آنالیز تحت خروج از مرکزیت های مختلف انجام شده است و نهایتاً دیاگرام اندرکنش بار محوری و لنگر خمشی ترسیم شده است. در این پژوهش اثر پارامترهای آرایش الیاف کامپوزیت، تعداد لایه ها و طول ستون مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده، استفاده از آرایش الیاف به صورت ترکیب لایه های عرضی و طولی تحت بارگذاری خروج از مرکز مناسب است. تعداد لایه ها می بایست در حدی باشد که بتواند محصوریت کافی را ایجاد نماید و افزایش طول ستون نیز باعث کاهش تأثیر مقاوم سازی خواهد شد. تا کنون مدل های مختلفی برای پیش بینی رفتار تنش-کرنش بتن محصورشده با frp پیشنهاد شده اند. برخی از مدل ها، توسعه یافته مدلهای پیشنهاد شده برای بتن محصورشده با فولاد می باشند، و برخی دیگر مدل های تجربی یا تحلیلی می-باشند. در این پروژه مدل های مختلف موجود با نتایج آزمایشگاهی و همچنین نتایج آنالیز عددی انجام شده در پروژه، مقایسه شده اند و نکات ضعف و قوت هر یک از آنها مورد بررسی قرار گرفته است.