بررسی آزمایشگاهی مقاوم سازی تیرهای بتن مسلح آسیب دیده با استفاده از hpfrcc و frp

امروزه در کشور ما به دلیل شرایط لرزه خیزی، وجود سازه های قدیمی، نواقص ناشی از شرایط محیطی یا داخلی مصالح و نیز ضعف های موجود در طراحی و اجرای سازه ها، بحث مقاوم سازی و بهسازی با سطح اهمیت بالا مطرح است. با توجه به گسترش روزافزون صنعت ساختمان در ابعاد مختلف، استفاده از ایده های نو و جدید در کیفیت و نحوه اجرا، انتخاب مصالح و ... از ملزومات این پیشرفت ها می باشد. لذا بر اساس نیاز کشور به توسعه روش های نوین با استفاده از مصالح توانمند، استفاده از یک لایه نازک بتن توانمند کامپوزیتی مسلح به الیاف hpfrcc و همین طور کامپوزیت های الیافی frp در جهت مقاوم سازی تیرهای آسیب دیده تحت شرایط بارگذاری یا خوردگی و همین طور بهسازی تیرهای بتنی با رویکرد آزمایشگاهی و باهدف افزایش ظرفیت خمشی و ظرفیت شکل پذیری و افزایش دوام المان مذکور، مطلوب این پایان نامه می باشد. در این تحقیق بنا بر آن است که با تمرکز روی رفتار خمشی تیرهای آسیب دیده مقاوم سازی شده با مصالح hpfrcc (الیاف فولادی) و cfrp بتوان الگوهای رفتاری این سازه ها را مورد بررسی قرار داد. پنج نمونه آزمایشگاهی با مقیاس کامل انتخاب شدند که یک تیر بتن مسلح به عنوان نمونه¬ی مرجع و چهار تیر مشابه دیگر تحت بارهای تا 35% و 75% بار ماکزیمم تحت بارگذاری قرار گرفتند و آسیب دیده شدند. دو تیر آسیب دیده با 35% و 75% بار ماکزیمم با لایه ی hpfrcc تحتانی u شکل به ضخامت¬ یکسان و دو تیر مشابه دیگر با آسیب دیدگی 35% و 75% بار ماکزیمم تیر با دولایه cfrp تحتانی، برای این آزمایش در نظر گرفته شدند. نتایج آزمایش ها و منحنی های رسم شده خمشی نشان از تأثیر مثبت به کارگیری مصالح نوین بتن کامپوزیتی سیمانی hpfrcc و همچنین ورق های الیافی مسلح cfrp در افزایش ظرفیت خمشی تیرهای آسیب دیده و بهبود رفتار آن ها دارد. در کلیه نمونه ها مقاوم سازی به طورکلی باعث افزایش نیروی اولین ترک خوردگی می گردد. میزان افزایش اولین نیروی ترک خوردگی در این پژوهش از 31 تا 93 درصد می باشد. نیروی جاری شدن آرماتورهای کششی، به واسطه مقاوم سازی به طورکلی افزایش می یابد، حداکثر میزان این افزایش 109 درصد می باشد. نیروی نهایی نمونه ها نسبت به نمونه مرجع بین 27 تا 95 درصد افزایش یافته است. بیشترین افزایش در مقاومت نهایی، مربوط به تیر مقاوم سازی شده با cfrp با درصد آسیب دیدگی جزئی می باشد. در تعیین ظرفیت خمشی تیر آسیب دیده مقاوم سازی شده با مصالح cfrp می توان حداکثر ضریب کاهنده 0.60 و در تعیین ظرفیت خمشی تیر آسیب دیده مقاوم سازی شده با مصالح hpfrcc می توان حداکثر ضریب کاهنده 0.70 را در محاسبات لحاظ نمود. در مقاوم سازی با استفاده از cfrp، تیر با درصد آسیب دیدگی جزئی نتایج بهتری از خود نشان داده و موجب افزایش 18%در مقاومت نهایی تیر نسبت به نمونه با آسیب دیدگی عمده شده است و همچنین در مقاوم سازی با استفاده از hpfrcc، تیر با درصد آسیب دیدگی جزئی موجب افزایش 25% در مقاومت نهایی تیر نسبت به نمونه با آسیب دیدگی عمده گردیده است. در روش cfrp جذب انرژی نمونه مقاوم سازی شده بین 0.51 تا 0.94 برابر انرژی نمونه مرجع و در روش hpfrcc تا حدود 1.13 برابر انرژی نمونه مرجع می باشد.