بررسی رفتاری ستون های بتن آرمه تحت بار گذاری فشاری سریع و مقاوم سازی آن با استفاده از frp

تقویت ستون های بتن مسلح در هنگام مواجه با بارگذاری های متفاوت از موارد اجتناب ناپذیری می باشد که پس از طراحی ستون در سطوح مختلف با آن برخورد می شود. نوع خاصی از بارگذاری، بار لحظه ای است که با شدت زیاد، در بازه زمانی بسیار کم به سازه وارد می شود. از جمله موارد بار گذاری های سریع بارهای ناشی از ضربه اتومبیل، برخورد هواپیما، برخورد موشک، افتادن صخره ها و در موارد فوق سریع شامل انفجار می باشد که نوع زمینه عمرانی این بارهای سریع را می توان در ستون های سازه ای که با بارگذاری های خاص مواجه می شوند مشاهده نمود، این بارها عبارتند از: بارهای محوری ناشی از وزن طبقات بالای ساختمان برای زلزله عمودی در لحظه بسیار کوتاه، بارهای ناشی از خرابی و فرو ریزش طبقات بالاتر و پایه های پل های ارتباطی در هنگام مواجه با زلزله قائم. شناخت الگوی رفتاری مکانیزم شکست، میزان ظرفیت تحمل شکست و تغییرات کرنش از جمله مواردی است که در شناسایی رفتار ستون های بتن مسلح تحت بارگذاری سریع ، نیاز به تحقیق و تفحص بیشتر دارد. در این پایان نامه به بررسی رفتار ستون های بتن مسلح با مقطع مستطیلی در برابر این بارگذاری پرداخته شده و نتایج مدلسازی حاصل از نرم افزار آباکوس به منظور صحت سنجی با نتایج آزمایشگاهی و نیز روابط بیان شده توسط آیین نامه های ceb-fip برای بارهای سریع مقایسه شده است. نتایج بدست آمده تطابق بسیار خوب بین نمونه های آزمایشگاهی و مدل سازی را نمایش می دهد. برای گسترش بازه تحقیق در ادامه با بررسی و تغییرات در سرعت های گوناگون بارگذاری، شرایط تکیه گاهی متفاوت به تحقیق در شناخت رفتار این ستون ها پرداخته شد. تاثیرات المان بندی و اندازه المان بر رفتار ستون و نمایش نحوه شکست ستون بررسی شده. مقادیر افزایش ضریب ظرفیت باربری (dif) برای سرعت های متفاوت یارگذاری استخراج شده و سپس در نهایت با استفاده از آرایش در تعداد و طول های متغیر لایه های frp نسبت به تقویت این ستون های خاص پرداخته شده است. نتایج، افزایش تا میزان 20% در ظرفیت باربری ستون در هنگام استفاده از cfrp را نشان می دهد که اقتصادی ترین حالت طرح به منظور مقاوم سازی، استفاده از 4 لایه cfrp خواهد بود. لایه های تقویتی با محصور نمودن بتن داخل ستون باعث افزایش 50% در کرنش متناسب با ظرفیت باربری معادل خواهند شد. نتایج نشان میدهد که ضریب افزایش باربری با افزایش میزان سرعت بارگذاری متعاقبا افزایش می یابد.