Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad reza Eftekhar,Davood Mostofinejad
محمدرضا افتخار (استاد مشاور) داود مستوفی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amirreza Moghaddas bidabadi
امیررضا مقدس بیدآبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Effect of Grooving Method Instead of Conventional Surface Preparation on Flexural Failure Mechanism of Concrete Beams Strengthened with FRP
Retrofitting of reinforced concrete and steel structures due to reasons such as drawbacks in old codes, changing the usage of structure, destructive environmental factors and deficiencies in construction process is from important issues in structural engineering. Strengthening of structures with FRP composites is one of the methods that have been welcomed by researchers due to the unique properties of FRPs including their high tensile strength, light weight, simple application and resistance to corrosive environment. Although the main purpose of retrofitting is to increase the overall load carrying capacity of the structures, however, the failure mechanism of the strengthened member is also very important. In a reinforced concrete beam, four modes of flexural failure mechanism is possible: a) concrete crushing after steel yields, b) concrete crushing before steel yields, c) FRP rupture after steel yields, and d) FRP rupture before steel yields. To achieve any of these modes, premature surface deboning should be controlled and prevented. Debonding of FRP sheets from concrete substrate is directly affected by the method of connecting FRP laminates to the concrete; i.e. the conventional surface preparation, and the new method of grooving in the form of externally bonded reinforcement on grooves, EBROG, has been recently introduced in the literature. To examine the effects of the aforementioned methods, 36 reinforced concrete beam specimens with the dimensions of 120×140× 1000 mm were cast and strengthened with FRP laminates and subjected to four-point flexural loading. Then, the flexural failure mechanisms of the beams were investigated using both EBROG and conventional EBR methods. 6 concrete beam specimens with the dimensions of 100×100× 500 mm with 4 reinforced concrete beam with the dimensions of 120×140× 1000 mm were tested to control the effect of delaying between different steps in EBROG method. Numerical investigation on experimental samples from this paper and other scientific sources has been done. The results indicate EBROG is more effective than EBR to control debonding and increasing load carrying capacity of beams in all four flexural failure mechanisms. Putting delay between steps of EBROG method reduces the efficiency of it. ACI 440.2R-08 code does not have sufficient accuracy in predicting load carrying capacity and failure mechanism of beams strengthened with FRP. Key Words: FRP, EBR, EBROG, Debonding, Flexural Failure Mechanism
با گذشت سال ها از عمر سازه های بتنی موجود در سراسر دنیا، مقاوم سازی این سازه ها به یکی از مسائل روز مهندسی تبدیل شده است. یکی از متداول ترین روش های موجود جهت مقاوم سازی سازه های بتن آرمه و حتی سازه هایی با اسکلت فولادی، استفاده از ورقه hy;های کامپوزیتی FRP می باشد. از جمله مسائل پیش روی مهندسان و محققان پیرامون استفاده از ورق های FRP در مقاوم سازی خمشی و برشی تیر های بتنی، مکانیزم گسیختگی عضو و نیز پدیده ای به نام جدا شدگی سطحی می باشد. در تیر های بتن آرمة تقویت شدة خمشی با ورق FRP، چهار حالت گسیختگی خمشی زیر امکان وقوع دارد: الف) خرد شدن بتن بعد از تسلیم فولاد؛ ب) خرد شدن بتن قبل از تسلیم فولاد؛ ج) پارگی FRP بعد از تسلیم فولاد؛ و د) پارگی FRP قبل از تسلیم فولاد. شرط به وقوع پیوستن هر یک از چهار حالت فوق، به تعویق انداختن پدیدة جدا شدگی بین سطحی است. از جمله دلایل جدا شدگی زود رس، آماده نبودن سطح بتن جهت اتصال مناسب بین سطح و ورق کامپوزیتی می باشد. روش متدوال جهت نصب ورق FRP، آماده سازی سطحی است؛ همچنین در سال های اخیر، روش شیار زنی به عنوان جای گزینی جهت روش hy; آماده سازی سطحی متداول، مطرح شده است. در این تحقیق با انجام آزمایش خمش 4 نقطه ای بر روی 36 نمونة تیر بتن آرمه به ابعاد 1000×140×120 میلی متر، تقویت شده با ورق CFRP، به بررسی عملکرد روش شیار زنی در مقایسه با روش آماده سازی سطحی متعارف در چهار حالت گسیختگی فوق پرداخته شد. تعداد 6 نمونه تیر بتنی غیر مسلح به ابعاد 500*100*100 میلی متر به همراه 4 عدد تیر بتن آرمه به ابعاد 1000*140*120 میلی متر به منظور بررسی تاثیر فاصله های زمانی در انجام مراحل تقویت به روش شیار زنی در کارآیی این روش استفاده شد. ارزیابی تحلیلی بر روی نمونه های این تحقیق و برخی موارد موجود در سایر متون علمی صورت گرفت. نتایج حاکی از آن است که روش شیار زنی در مقایسه با روش آماده سازی سطحی در تغییر مکانیزم جداشدگی زودرس و نیز افزایش ظرفیت باربری تیر موثرتر است. ایجاد فاصله زمانی در بین دو مرحله ی پر کردن شیار از چسب و نصب ورق FRP بر روی وجه مورد نظر، کارآیی روش شیار زنی را به شدت کاهش می دهد. تحلیل نمونه ها با استفاده از روابط آیین نامه ای و تئوری های موجود از دقت کافی برخوردار نمی باشد. واژه های کلیدی : مقاوم سازی، ورق کامپوزیتی FRP، شیارزنی، آماده سازی سطحی، مکانیزم گسیختگی خمشی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی