Skip to main content
SUPERVISOR
Davood Mostofinejad
داود مستوفی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kamyar Khozaei
کامیار خزاعی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Determination of Effective Length of Groove in Grooving Method to Prevent Debonding Considering Number of Layers
Strengthening and retrofitting of old structures which are being used, are important issues and significantly considered from some decades ago. There are many aims to strengthening, but according to the code recommendations, resist higher design loads, correct strength loss due to deterioration, correct design or construction deficiencies and increase ductility are the main aims. The most important problem is the debonding of FRP from concrete surface. Surface preparation is an ordinary method to prevent debonding recommended by ACI-440 Code. In this method substrate of the member must be clear and the weak or deteriorated layer should be removed by a suitable procedure such as water-jet or sanding. Wide studies have been done all over the world to investigate the failure mechanisms strengthened by this method and these mechanisms have been categorized into more than 30 groups. The most important problem is lack of a confident method to prevent debonding and yet, it threats the strengthened members. Grooving is an alternative method of surface preparation recently suggested. Although this method could improve the behavior of strengthened members and has controlled debonding phenomenon, this method must be optimized. In this paper the effect of different longitudinal patterns of grooves is investigated and three criteria including ultimate load capacity, ductility and failure mechanisms are compared for all groups of specimens. Also, the effect of thickness of CFRP plate is considered. To select the appropriate grooving patterns, it is necessary to review the studies on stress distributions along interface and determine the boundary of high stress zones.It means that grooves applied on critical areas called high-stressed zones and they omitted from zones in low state of stresses. This method has economical profits and can decrease the period of construction procedure, in addition it could improve the behavior of the members. So, 26 reinforced concrete beams by dimensions of 120x140x1000 millimeters were tested. The flexural reinforcement was 0.3 of balanced steel ratio and the 4-point load test was applied. The specimens were categorized by groove patterns and thickness of FRP layer. The beams were strengthened by 5 grooving patterns. First one is lack of grooves named EBR method. Second includes 100 percentages of groove length (Full Grooving), third includes 70 percentages of groove length (Discontinuous Grooving), fourth and fifth includes 50 and 30 percentages of groove length respectively concentrated on two ends (End Grooving). These specimens also strengthened with 3 different thicknesses of CFRP plate. To compare the ductility of specimens two criteria were determined. The first index is based on energy name energy ductility index and the second one is based on deflection named deflection ductility index. The results show that, the specimens strengthened by end grooving, was more suitable in strength and ductility than another groups of specimens and the fibers reached to their ultimate capacity, so ruptured. Also, specimens strengthened by end grooves with 150mm in length, increased ductility while decreased ultimate load. It means the end grooving can improve the behavior of reinforced concrete beams in flexure. Key Words Debonding, Surface Preparation, Grooving, Groove length Patterns, FRP thickness.
یکی از موضوعات مهمی که از سال های دور مورد توجه ویژه ی مهندسان در صنعت ساختمان بوده است، ترمیم و تقویت سازه های موجودی است که با گذشت عمر آن ها هنوز مورد بهره برداری قرار دارند. دلایل زیادی برای مقاوم سازی یک سازه یا بخشی از آن وجود دارد، ولی با آن چه از مراجعه به آیین نامه های مرتبط در این زمینه به دست می آید، می توان به مواردی از قبیل تحمل بارهای بیشتر، جبران مقاومت از دست رفته ی ناشی از تخریب، اصلاح طراحی و نقص ساختمان ها و افزایش شکل پذیری به منظور بهبود رفتار لرزه ای آن ها اشاره کرد. یکی از موضوعات مهم در این زمینه بررسی پدیده ی جدا شدگی و به شکل جزئی جدا شدگی ورق FRP از سطح بتن است. یکی از روش های متداول در استفاده از ورق های FRP جهت مقاوم سازی سازه ها به کار گیری آماده سازی سطحی مورد تایید آیین نامه ی ACI است که در حال حاضر در سراسر دنیا مرسوم است. در بررسی مکانیزم های گسیختگی در این اعضا تحقیقات زیادی در سراسر دنیا صورت گرفته است. برخی از محققان تعداد این شکست ها را تا حدود 03 نوع دسته بندی کرده اند. اهمیت مسئله در این است که در تحقیقات انجام شده تا کنون راهکار مشخص و مطمئنی جهت کنترل کامل پدیده ی جدا شدگی معرفی نشده و همچنان این مشکل، اعضای تقویت شده به وسیله ی ورق های خارجی را تهدید می کند. یکی از راه حل های پیشنهاد شده در این زمینه روش شیار زنی است. هر چند این روش تا کنون نتایج بسیار خوبی را در زمینه ی کنترل پدیده ی جدا شدگی عرضه کرده اما چگونگی به کار گیری این روش به شکل بهینه، خود جای تحقیقات گسترده ای است. در این تحقیق با ایجاد شیار در نواحی بحرانی و حذف شیارها در نواحی غیر ضروری، علاوه بر صرفه ی اقتصادی یعنی کاهش هزینه های ایجاد شیار و استفاده از اپوکسی و افزایش سرعت اجرای مقاوم سازی تیرها با این روش، رفتار تیر را نیز بهبود داده و در نهایت به اجرایی تر و اقتصادی تر شدن این روش کمک کرده ایم. بدین منظور تعداد 62 تیر 3 فولاد متعادل مقطع / 0333 میلی متر مورد آزمایش قرار گرفته است. میزان تسلیح این تیرها معادل 0 ×043× بتن مسلح شده با ابعاد 063 بوده و تحت بارگذاری خمش چهار نقطه ای قرار گرفته اند. تیرها بر اساس الگوی طولی شیارها و ضخامت لایه ی ورق تقویتی دسته بندی شده اند. بر اساس نتایج به دست آمده بین الگوهای مختلف طولی در این آزمایش ها، استفاده از شیارهای طولی انتهایی به مقدار 03 درصد شیارهای با طول کامل و به شکل متمرکز در دو انتهای ورق CFRP علاوه بر باربری برابر و نسبتأ بیشتر نسبت به نمونه های دیگر، رفتار شکل پذیرتری نیز از خود نشان داده اند و ورق تقویتی در این نمونه ها به نهایت ظرفیت خود و در نهایت به پارگی رسیده است. همچنین نمونه های تقویت شده با شیارهای انتهایی به مقدار 03 درصد شیارهای با طول کامل، با اندکی کاهش باربری، به مقدار قابل توجهی به افزایش شکل پذیری تیرها کمک کرده اند. این بدان معنی است که استفاده از شیارهای طولی در ناحیه ی انتهایی باعث بهبود رفتار تیرهای بتن مسلح تحت خمش شده اند. کلمات کلیدی: جدا شدگی، آماده سازی سطحی، شیار زنی، الگوی طولی شیارها، ضخامت ورق تقویتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی