ارزیابی تجربی طول مهار موثر ورق های تقویتی frp بر سطح بتن

بنا به دلایل مختلف از جمله خطاهای طراحی و اجرایی، آسیب دیدگی سازه ناشی از بلایای طبیعی یا حوادث، تغییر کاربری، تغییر در آیین نامه ها و عوامل مخرب محیطی ممکن است سازه ی بتنی در طول عمر بهره دهی نیاز به تعمیر و تقویت داشته باشد. در میان تکنیک ها و مصالح مختلف، استفاده از کامپوزیت های frp به عنوان تکنیکی موثر در تعمیر و مقاوم سازی سازه ها و جایگزین روش های سنتی به طور گسترده رواج یافته است. یکی از چالش های موجود در زمینه ی استفاده از کامپوزیت های frp، جدا شدگی پیش از موعد ورق، از سطح بتن قبل از استحصال کامل ظرفیت کششی کامپوزیت های frp می باشد. با وجود مطالعات گسترده در این زمینه، برخی کاستی ها و نواقص موجود و عدم قطعیت و صراحت در آیین نامه های مرتبط، نشان دهنده ی زوایای مبهم از این موضوع است. از این رو، لزوم درک و شناخت کامل رفتار اتصال و عوامل موثر بر آن، بیش از پیش احساس می شود. طول اتصال یکی از پارامتر های تأثیر گذار بر مقاومت اتصال ورق تقویتی به بتن می باشد. افزایش طول اتصال لزوما استحصال ظرفیت کششی کامپوزیت را تضمین نمی کند؛ این مسئله منجر به تعریف مفهوم مهمی به نام "طول مهار موثر" ورق تقویتی می شود که فراتر از این طول، مقاومت اتصال افزایش نمی یابد. لذا هدف اصلی تحقیق حاضر بررسی رفتار اتصال انواع ورق های تقویتی به بتن و ارزیابی طول مهار موثر ورق های مذکور، با تغییر پارامترهای موثر بر آن می باشد. بدین منظور 34 عدد نمونه ی بتنی به ابعاد 350×150×150 میلی متر تهیه شده و در 6 گروه مورد تقویت قرار گرفت. پارامترهای متغیر در این مطالعه، مقاومت فشاری و کششی بتن، مدول الاستیسیته و ضخامت ورق تقویتی و هم چنین نوع ورق تقویتی می باشد. ورق های تقویتی مورد استفاده در این تحقیق، شامل دو گروه الیاف کربن، دو گروه الیاف شیشه، یک گروه لمینیت cfrp و یک گروه ورق فولادی می باشد. نمونه های بتنی در 3 رده با مقاومت فشاری مختلف ساخته شد؛ رده ی اول با مقاومت فشاری کم تر از 30 مگا پاسکال و رده ی دوم با مقاومت فشاری در محدوده ی 30 تا 40 مگا پاسکال تهیه شد. نمونه ها با مقاومت فشاری بیش از 40 مگا پاسکال در رده ی سوم گنجانده شد. ورق های تقویتی با طول اتصال 200 میلی متر با استفاده از تکنیک نصب خارجی (ebr) بر روی سطح نمونه ها نصب شد. پس از آماده سازی نمونه ها و نصب ورق های تقویتی و عمل آوری چسب، کلیه ی نمونه ها تحت آزمایش برش یک طرفه قرار گرفتند. به منظور دست یابی به میدان کرنش در کل سطح بتن، از تکنیک سرعت سنجی تصویری ذرات (piv) استفاده شد؛ بدین منظور، در طی روند بارگذاری نمونه، با استفاده از دوربین عکس برداری دیجیتال، عکس های متوالی از سطح نمونه ثبت و پردازش شد. مقایسه ی نتایج به دست آمده از آزمایشات برش مستقیم نمونه های بتنی تقویت شده، حاکی از عمل کرد ضعیف آیین نامه ها در پیش بینی طول مهار موثر ورق های تقویتی می باشد. لذا با استناد به نتایج آزمایشات مطالعه ی حاضر و هم چنین نتایج تجربی به دست آمده توسط سایر محققین، سعی بر آن شد تا ضرایب اصلاح با در نظر گرفتن نوع ورق تقویتی به روابط طول مهار موثر موجود در آیین نامه ی اتحادیه ی اروپا (fib 14) و آیین نامه ی آمریکا (aci 440.2r) اعمال شود.