ارائه ی رابطه ی پیوستگی- لغزش در روش شیار زنی بر اساس آنالیز میدان کرنش به روش سرعت سنجی تصویر ذره (piv)

امروزه استفاده از کامپوزیتهای frp در صنعت ساختمان، به دلیل خواص منحصر به فرد آن از جمله مقاومت کششی بسیار زیاد، اجرای آسان، وزن بسیار کم و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مورد توجه محققین و مهندسین قرار گرفته است. یکی از روشهای متداول تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه با استفاده از کامپوزیتهای frp، روش نصب سطحی (ebr) می باشد. مهمترین مشکل این روش که استفاده از آن را تحت تأثیر قرار داده است، جدا شدگی ورق frp از وجه کششی تیر بتنی در هنگام بارگذاری است که منجر به شکست زود رس و غیر اقتصادی عضو سازه ای می شود. یکی از راهکارهای دیگر در تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه توسط مصالح frp، روش نصب در نزدیک سطح (nsm) می باشد. اگر چه در مقایسه با روش ebr، روش nsm عملکرد بهتری در کنترل پدیده ی جدا شدگی و افزایش ظرفیت باربری تیرها دارد؛ اما جدا شدگی در روش nsm نیز کاملاً محتمل بوده و یکی از نقصهای این روش به شمار می رود. با توجه ویژه به پدیده ی جدا شدگی، اخیراً تحقیقاتی در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شده است که نتیجه ی آن ارائه ی روشهای جدید شیار زنی (gm) برای تقویت تیرها با استفاده از کامپوزیتهای frp می باشد. روشهای شیار زنی که شامل دو روشebrog وebrig است، که نتایج بسیار خوب و امیدوار کننده ای از خود نشان داده است. نتایج محققین بر روی نمونه های تقویت شده به روش شیار زنی نشان داده است که پدیده ی نامطلوب جدا شدگی به تعویق افتاده و در خیلی از موارد حذف می شود. هدف از تحقیق حاضر، بررسی رفتار اتصال ورقهای cfrp به بتن می باشد که نتایج حاصل از این بررسیها منتج به ارائه ی رابطه ی پیوستگی - لغزش برای روش شیار زنی می شود. بدین منظور 48 نمونه ی منشور بتنی به ابعاد 150 * 150 *330 میلی متر با استفاده از 3 طرح اختلاط مختلف برای 3 مقاومت فشاری مختلف ساخته شد. در تحقیق حاضر از 3 ضخامت مختلف 13/0، 17/0 و 26/0 میلی متر برای ورق تقویتی استفاده شد و هم چنین در نمونه های شیار زنی از عمق های 2، 5، 10 و 15 میلی متر استفاده شد. ورق های cfrp بر روی نمونه های بتنی آماده شده به روش ebr و ebrog چسبانده شده و تحت آزمایش برش مستقیم قرار گرفتند. با توجه به هزینه های بسیار زیاد کرنش سنج های الکترونیکی و عدم قابلیت آنها در برآورد کل میدان کرنش، رفتار تغییر شکل و کرنش ورقهای تقویتی با استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات (piv) مورد مطالعه قرار گرفت. پس از ارزیابی نتایج آزمایشگاهی و استفاده از روابط متداول مقاومت مصالح، رابطه ای بین تنش برشی و لغزش تعیین گردید و تابع جدیدی برای پیوستگی- لغزش نمونه های ebr و شیار زنی ارائه شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که رابطه¬ی ارائه شده تطابق بالایی با نمونه های موجود در تحقیق حاضر دارد و از قابلیت هم پوشانی خوبی با منحنیهای بار - لغزش و پیوستگی- لغزش نمونه های ebr و شیار زنی برخوردار است. هم چنین بر مبنای نتایج آزمایشگاهی تحقیق حاضر، افزایش مقاومت فشاری باعث افزایش باربری نمونه های erb و شیار زنی با عمق 2 میلی متر شد؛ ولی در نمونه های شیار زنی با عمق 5، 10 و 15 میلی متر در مقاومتهای فشاری مختلف، چون ورق تقویتی گسیخته شده و حداکثر ظرفیت کششی ورق تقویتی استحصال شده است، بنا بر این افزایش مقاومت فشاری تأثیر ناچیزی بر باربری نهایی نشان داد. هم چنین افزایش ضخامت ورق تقویتی باعث افزایش بار نهایی شد؛ امّا افزایش بار نهایی در نمونه های شیار زنی بیشتر از نمونه های ebr بود؛ به طوری که در کلیه ی نمونه های ebr، ورق تقویتی از سطح اتصال جدا شد؛ امّا اکثر نمونه های شیار زنی گسیختگی ورق تقویتی را تجربه کردند. افزایش عمق نمونه های شیار زنی تا عمق 10 میلی متر باعث افزایش مقاومت نهایی اتصال شد، و افزایش عمق از 10 میلی متر به 15 میلی متر باعث کاهش ناچیز باربری شد؛ که ناشی از تمرکز تنش در نواحی شیار و گسیختگی موضعی ورق تقویتی می باشد.