مقاوم سازی برشی تیرهای چوبی با استفاده از cfrp

مقاوم سازی اعضای چوبی موجود و ساختمان به علت پیری و همچنین ظعف های ذاتی چوب یک نگرانی عمده برای بسیاری از محققان شده. بهترین راه برای اینکه بتوان با وجود این مشکلات از چوب استفاده کرد تقویت آن است.بهبود خواص برشی تیرهای چوبی در سال های اخیر با استفاده از الیاف frp و مواد کامپوزیت با توجه به محاسن آن مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی،سبکی و سهولت در برش و نصب و همچنین نسبت مقاومت به وزن بالا، مدول الاستیک بالا به طور گسترده ای در حال انجام است. در این پایان-نامه با تحقیق بر روی تاثیر الیاف cfrp بر تقویت چوب از طریق مقایسه تیرهای تقویت شده با تیر تقویت نشده در نرم افزار abaqus به دنبال چند هدف هستیم این اهداف عبارتند از: 1.بررسی افزایش مقاومت برشی تیرهای چوبی تقویت شده با cfrp . 2.مقایسه اثر نحوه ی استفاده نوارهای برشی cfrp در مقاومت تیر. 3.بررسی مقادیر تنش برشی در زیر نوارهای cfrp بکار رفته در تیرهای تقویت شده. 4.معرفی بهترین آرایش cfrp در افزایش مقاومت برشی تیر چوبی. در این مطالعه تیر چوبی با طول 3 متر ،عرض 20 سانتی متر و ارتفاع 40 سانتی متر درنظر گرفته شده است. cfrp های استفاده شده از شرکت sika می باشد . تیر چوبی دو انتها مفصل می باشد و بارگذاری به صورت دو بار متمرکز در یک سوم و دو سوم دهانه صورت گرفته است. تقویت در ناحیه برشی تیر با استفاده از cfrp صورت پذیرفته است. مدلa1 که با 4 نوار یو شکل در کناره های تیر تقویت شده است با افزایش 8 درصدی ظرفیت برشی تیر نشان میدهد که عملکرد مناسبی در افزایش برشی ندارد و بیشتر مناسب افزایش مقاومت خمشی تیر با جلوگیری کردن از جداشدگی نوار cfrp یا پدیده ی debondingاز تیر است. مدل a2که با 20 نوار یو شکل در ناحیه ی برشی تیر تقویت شده است ظرفیت برشی تیر را تا 17 درصد افزایش داده. این نوع تقویت در تیر های چوبی متعارف است و ایراد آن پیوسته نبودن آن است که این ایراد در مدل a4 برطرف شده. مدلa3 با 29 نوار یو شکل تقویت شده و تفاوت اصلی آن با مدل a2 این است که نوارهای یو شکل در کل طول دهانه ی تیر ادامه یافته. از آنجایی که این مدل باعث افزایش 20 درصدی ظرفیت برشی شده و تنها 3 درصد با مدل a2 تفاوت دارد ما را به گرفتن این نتیجه سوق می دهد که بکار بردن نوار یو شکل به طور با فاصله و غیر پیوسته در ناحیه ی خمشی (بین دو بار متمرکز) تیر تاثیر چندانی روی افزایش ظرفیت برشی تیر ندارد. مدلa4 که با نوار پیوسته cfrp تقویت شده است باعث افزایش ظرفیت برشی تیر تا 30 درصد شده. محصور شدگی تمام نقاط تیر توسط cfrp تاثیر زیادی در ا افزایش ظرفیت برشی داشته است. در مدلa5 نوار های cfrp با زاویه ی 45 درجه در ناحیه ی برشی استفاده شده اند. این آرایش باعث تقویت 15 درصدی تیر شده است. شکست برشی در تیرهای چوبی بر خلاف بتن که با زاویه رخ میدهند، به صورت افقی اتفاق می-افتد.بنابراین آن تاثیری که خاموت برشی زاویه دار روی افزایش ظرفیت برشی تیر بتنی می گذارد را نمی توان از cfrp زاویه دار در چوب انتظار داشت.