مقاوم سازی تیرهای بتن مسلح با استفاده از مصالح cfrp پیش تنیده به روش نصب در نزدیک سطح nsm

بهسازی سازه های بتن آرمه با استفاده از الیاف پلیمری مسلح شده (frp) امروزه به عنوان یک شیوه ی کارآمد در سراسر جهان مورد استفاده می باشد. دلیل این امر را می توان در حصول اثرات مقاومتی خوب در ازای زحمت کمتر جستجو کرد. هم چنین امکان اجرای پروژه ی مقاوم سازی بدون تغییر در ظاهر و ابعاد سازه از دیگر مزایای این روش می باشد. با این حال در هنگام مقاوم سازی یک سازه با استفاده از مصالح frp بصورت غیر پیش تنیده، اغلب استفاده ی کامل از ظرفیت مصالح frp امکان پذیر نیست. دلیل این امر مستقیماً به وجود یک توزیع کرنش، ناشی از بارهای مرده یا سایر بارهای غیرقابل حذف در طول مقاوم سازی، مربوط است. این حقیقت منجر به تسلیم فولادهای مسلح کننده ی مقطع و یا خرد شدن بتن در ناحیه ی فشاری، قبل از کامل شدن ظرفیت باربری مصالح frp می شود. با پیش تنیده کردن مقاوم کننده های frp امکان استفاده ی سطح بالاتری از این مصالح فراهم می گردد. این پایان نامه تحقیقی در مورد مقاوم سازی تیرهای بتنی با استفاده از مصالح پیش تنیده ی cfrp که در شیارهایی که از قبل در پوشش بتنی تیرها ایجاد شده اند کار گذاشته می شوند، می باشد. این روش چسباندن مقاوم کننده ها که روش نصب در نزدیک سطح (nsm) نامیده می شود، دارای مزایای زیادی بوده و در مقایسه با روش چسباندن مصالح frp روی سطح خارجی اعضا، امکان انتقال موثرتر تنش های نرمال و برشی، بین مقاوم کننده ها و سازه را فراهم می کند. پایان نامه حاضر به بررسی تغییرات مقاومت، شکل پذیری و سرویس دهی تیرهای بتنی مقاوم شده با استفاده از تسمه های nsm cfrp پیش تنیده اختصاص دارد. بدین منظور پنج عدد تیر ساده ی بتنی در مقیاس واقعی ساخته و در آزمایشگاه سازه ی دانشگاه صنعتی اصفهان، مورد آزمایش قرار گرفتند که یکی از آن ها به عنوان نمونه ی مبنا نگه داشته شد، و مابقی بوسیله ی تسمه ی cfrp در تمامی طول خود تقویت گردیدند. در میان نمونه های مقاوم شده نیز، یک نمونه غیر پیش تنیده بوده و سایر تیرها تحت اعمال نیروی پیش تنیدگی تا حدی که در تسمه ها کرنش پیش تنیدگی برابر 5، 20 و 30 درصد کرنش نهایی اسمی آنها ایجاد شود، قرار گرفتند. تمامی نمونه ها که با فولاد کششی به میزان b?5/0 تسلیح شده بودند، تحت سیستم بارگذاری سه نقطه ای آزمایش شدند. نتایج آزمایش ها حاکی از آن است که مقدار ظرفیت باربری نهایی تیرهای تقویت شده در مقایسه با تیر مبنا، در نمونه ی غیر پیش تنیده به میزان 10 درصد و در نمونه های پیش تنیده از 5/11 تا 15 درصد رشد داشته است. هم چنین این نتایج تأثیر قابل توجه سطح پیش تنیدگی اعمالی بر بالا رفتن مقادیر بار ترک خوردگی و بار تسلیم نمونه ها را نشان می دهند. بار ترک خوردگی در نمونه های تقویت شده ی پیش تنیده 17 تا 45 درصد و بار تسلیم فولادهای کششی در آن ها 5/5 تا 9 درصد نسبت به نمونه ی مبنا افزایش داشته است. در کنار بار ترک خوردگی بالاتر، ترک های ایجاد شده در نمونه های تقویت شده ی پیش تنیده دارای عرض و عمق کمتر و نیز توزیع محدودتر بوده اند. این در حالی است که رفتار نمونه ی تقویت شده ی غیر پیش تنیده در خصوص بار ترک خوردگی، بار تسلیم و مشخصات ترک ها نزدیک به نمونه ی مبنا بوده است. قابل ذکر است که شکست نمونه های پیش تنیده متناظر با خیزهای کوچک تری در مقایسه با نمونه ی مبنا و نمونه ی غیر پیش تنیده رخ داده است. دلیل این امر استفاده از بخشی از ظرفیت کرنشی تسمه های cfrp در حین اعمال پیش تنیدگی می باشد. به عنوان بخش دیگری از این تحقیق، سعی شد تا با تلفیق روابط لنگر- انحناء و مفاهیم بتن پیش تنید ه، یک روش ارزیابی تحلیلی برای پیش بینی رفتار و میزان مقاومت نمونه های تقویت شده توسعه داده شود. مقایسه ی نتایج آزمایشگاهی با نتایج حاصل از این ارزیابی تحلیلی نشان داد که شیوه ی ارزیابی به کار رفته تنها در خصوص ارایه ی رفتار کلی نمونه ها تا قبل از رسیدن به ناحیه ی غیر ارتجاعی سودمند می باشد.