بررسی عددی تأثیر نوع و چیدمان بولت ها و شبکه های frp در افزایش ظرفیت برش منگنه ای دال های تقویت شده ی دو طرفه

امروزه استفاده از دال های تخت در ساختمان سازی، پارکینگ های طبقاتی و پل ها به دلیل اجرای ساده و هم چنین زیبایی معماری این سیستم؛ کاربرد فراوان پیدا کرده است. با این وجود یکی از مهم ترین مسائل در استفاده از این سیستم سازه ای، خرابی برش منگنه ای در آن می باشد. برش منگنه ای به دلیل این که یک شکست ترد و ناگهانی است، از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و به همین جهت در دهه های اخیر مطالعات زیادی در مورد مقاوم سازی دال های تخت در مقابل این شکست، انجام شده است. از این میان می توان به روش هایی از قبیل نصب تیر در وجه کششی دال در کنار ستون، قرار دادن گل میخ در جهت عمود بر صفحه ی دال، استفاده از صفحات فلزی در وجوه دال و استفاده از کامپوزییت های frp به دو صورت چسباندن کامپوزیت ها به وجه کششی دال در اطراف ستون و قرار دادن این کامپوزیت ها به صورت عمود بر صفحه ی دال اشاره نمود. در این تحقیق نیز سعی می شود با ارائه ی تکنیک جدیدی در مقاوم سازی دال های تخت، ظرفیت برش منگنه ای و هم چنین شکل پذیری آن ها را تا حد امکان افزایش داد. در این تحقیق به مقاوم سازی دال های تخت در مقابل برش منگنه ای به کمک بولت های فولادی، cfrp و gfrp و هم-چنین استفاده از شبکه های cfrp و gfrp پرداخته خواهد شد. بدین منظور به مقاوم سازی ناحیه ی اتصال دالی با ابعاد دهانه 3/6*3/6 متر، تحت بارهای ثقلی مرده و زنده به ترتیب 400 و 500 دکا نیوتن بر متر مربع پرداخته شده است. درصد میلگرد خمشی محاسباتی چنین دالی برابر با 1 درصد می باشد؛ ولی به منظور این که در نمونه های تقویت شده شکست برش منگنه ای اتفاق بیافتد، در نمونه های شبیه سازی شده از حداکثر میلگرد خمشی که برابر با 2/7 درصد می باشد، استفاده شده است. به منظور دست یابی به اهداف این تحقیق، تعداد 31 عدد دال تخت بتن آرمه به ابعاد 125*1800* 1800 میلی متر، شامل یک نمونه ی شاهد بدون تقویت کننده و 30 نمونه ی تقویت شده به کمک پنج روش ذکر شده، به کمک نرم افزار abaqus مدل سازی شدند. این نمونه ها تحت باری متمرکز که توسط یک ورق به ابعاد 10*150*150 میلی متر به مرکز دال اعمال می شود، قرار گرفتند. در هر پنج روش برای جا نمایی تقویت کننده ها در دال های ساخته شده، از دو آرایش شعاعی و متعامد برای قرار گیری تقویت کننده ها استفاده شده است. هم چنین فاصله ی بین این تقویت کننده ها از یک دیگر در هر روش ثابت بوده و برابر با 30، 40 و 50 میلی متر در نظر گرفته شده اند. نتایج حاصل از تحلیل مدل های ساخته شده، نشان داد که استفاده از بولت ها و شبکه های تقویت کننده، باعث افزایش ظرفیت برش منگنه ای و هم چنین افزایش قابل توجه جذب انرژی دال های تخت تقویت شده در مقایسه با دال تقویت نشده، گردید. در بولت-های تقویت کننده ی ساخته شده از کامپوزیت های cfrp و gfrp، با وجود استفاده حدوداً 2/5 برابری کامپوزیت های ذکر شده در مقابل شبکه های تقویت کننده، ولی افزایش ظرفیت برش منگنه ای تقریباً برابری را ایجاد کردند. البته استفاده از بولت های فولادی، cfrp و gfrp در تقویت دال های تخت عملکرد بهتری از خود نشان دادند و باعث جذب انرژی بالاتری در دال ها در مقایسه با دال های تقویت شده با شبکه های cfrp و gfrp، شدند. هم چنین در بین دال های تقویت شده با بولت های تقویت کننده، دال های دارای تقویت کننده هایی با آرایش قرارگیری متعامد و فاصله ی 50 میلی متر از یکدیگر، عملکرد بهتری نسبت به بقیه ی آرایش ها از خود نشان دادند. در ضمن بولت های cfrp در این تحقیق بهترین عملکرد را در تقویت دال های تخت، از خود نشان دادند.