فیبرهای پلیمری تقویت شده و تاثیر آن بر افزایش شکل پذیری اتصالات بتن آرمه

مهندسی عمران
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران سازه فیبرهای پلیمری تقویت شده و تاثیر آن بر افزایش شکل پذیری اتصالات بتن آرمه چکیده: شکل پذیری سازه های بتن آرمه از مهمترین ملاحظاتی است که باید در طراحی این سازه ها مد نظر طراحان باشد. در این رابطه آئین نامه های طراحی سازه های بتن آرمه ضوابط خاصی را برای طراحی این سازه ها در مناطق زلزله خیز، به منظور اطمینان از حصول شکل پذیری کافی در نظر می گیرند. در بین اجزاء سازه ای، اتصالات به دلایل گوناگون مهمترین رکن سازه های بتن آرمه محسوب می شوند. از طرفی در اجرای سازه های بتن آرمه معمولاً اتصالات چندان مورد توجه واقع نمی شوند، به گونه ای که ضوابط خاص آئین نامه ها در مورد اتصالات از قبیل آرماتورگذاری عرضی اتصال معمولا رعایت نمی شود. از این رو تقویت اتصالات و افزایش شکل پذیری آنها از موارد بسیار مهم و مورد توجه محققین بوده است. در این پایان نامه، هدف اصلی بررسی امکان افزایش شکل پذیری اتصالات بتن آرمه با استفاده از ورقه های FRP بوده است. به این منظور ابتدا سه اتصال مبنا (نمونه های شاهد یا تقویت نشده) تعریف گردیدند. اولین اتصال که با نام Base شناخته شد، دارای تیر ضعیف و ستون قوی بود، به گونه ای که آرماتور طولی تیر در حد 0.3rmax و آرماتور طولی ستون در حد 4% در نظر گرفته شد. در این اتصال ضوابط آئین نامه ACI در فصل 21 (ضوابط خاص مربوط به مناطق زلزله خیز) در مورد آرماتور گذاری عرضی ناحیه اتصال به دقت رعایت شد. اتصال مبنای دوم با نام Base-b شناخته شده و در آن کلیه ضوابط خاص زلزله خیزی رعایت گردید. تنها تفاوت این اتصال با اتصال Base در نظر گرفتن مقدار rmax برای آرماتورهای طولی تیر بود. سومین اتصال مبنا با نام Base-s و شبیه اتصال Base در نظر گرفته شد؛ با این تفاوت که آرماتورگذاری عرضی ناحیه اتصال ضوابط خاص مربوط به فصل 21 آئین نامه را ارضا نمی کرد. در مرحله بعد برای تقویت هر یک از اتصالات مبنا حالات مختلفی در نظر گرفته شد. در شکل های تقویت تعریف شده، ورقه های FRP با طول های مختلف و به طور کلی در سه حالت در نظر گرفته شدند. این سه حالت عبارت بودند از: ورقه های L شکل روی اتصال، ورقه های U شکل زیر تیر و ورقه های چسبیده در دو طرف تیر. علاوه بر این، هر یک از حالات فوق با وجود و یا عدم وجود تقویت ستون به صورت دورپیچ در ناحیه اتصال در نظر گرفته شدند. به این ترتیب برای تقویت اتصال مبنای Base، 27 حالت و برای تقویت هر یک از اتصالات مبنای دیگر، 23 حالت ایجاد شد. پس از این مرحله، نمونه های یاد شده در نرم افزار ANSYS مدل سازی و آنالیز غیرخطی شدند. نتایج به دست آمده از آنالیزها نشان داد که در اتصالات تقویت شده مربوط به نمونه مبنای Base، شکل پذیری در 78% از نمونه ها به طور متوسط 21% افزایش داشته است. همچنین در بین تمام نمونه های این گروه، مقاومت خمشی اتصال به طور متوسط 19% افزایش داشت؛ اگرچه در نمونه هایی که ورقه های L شکل برای تقویت ناحیه اتصال استفاده شده بود، کاهش شکل پذیری به چشم می خورد. کلمات کلیدی: ورقه های FRP سازه های بتن آرمه فیبرهای پلیمری تقویت شده شکل پذیری اتصالات بتن آرمه مقدمه: فیبرهای پلیمری تقویت شده FRP یا همان Fiber Reinforced Polymer/Plasticها را می‌توان برای ترمیم یا تقویت و بهسازی انواع سازه‌های بتنی با تصب بر روی سطح (دالها و تیرها، ستون‌ها، دیوارهای حمال، شناژها و فونداسیون) و در ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری، ساختمان‌های صنعتی، تکیه‌گاه‌های ماشین‌الات و تأسیسات سنگین، سازه‌های آبی از قبیل سد، کانال، کالورت و غیره، پل‌های جاده‌ای و ریلی، مخازن و منابع آب و مایعات، سیلوها و برج‌های خنک‌کننده به کار برد. با پیشرفت‌های علم و فناوری، امروزه متخصصین امر ساخت وساز سعی می‌کنند به تکنولوژی ساخت مواد جدیدی دست یابند که علاوه بر انجام وظیفه‌های در نظر گرفته شده از جنبه‌های دیگر مؤثر بر سازنده مانند وزن، مقاومت، راحتی کاربرد و طول عمر نیز برتری‌هایی داشته باشند. یکی از این مواد که دارای مزیت‌های شمرده شده می‌باشند کامپوزیت‌های پلیمری می‌باشند. این مواد قابلیت استفاده به صورت‌های مختلف و در قسمت‌های مختلف سازه را دارند.[۱]