Skip to main content
SUPERVISOR
Davood Mostofinejad
داود مستوفی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Elaheh Ilia
الهه ایلیا

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Axial Behavior of Rectilinear Concrete Columns Strengthened with FRP Strips at Corners and FRP Battens at Sides
Repairing or strengthening of structural members is required in many cases to prevent damages caused by seismic loading. The application of fiber reinforced polymer (FRP) composites has been successfully promoted for external strengthening of reinforced concrete (RC) members such as RC columns. These jackets are commonly formed in a wet layup process for confinement of columns. It has been well established in recent studies that the rupture strains (or strengths) of FRP measured in tests on such FRP-confined RC columns fall substantially below those from flat coupon tensile tests. Furthermore, this problem is more important in rectilinear columns because of premature rupture of FRP at corners due to stress concentration at these parts. Up to now, numerous studies have been conducted on FRP confined rectangular columns to improve the efficiency of composite in confinement; such as rounding corners or using vertical strips as a local reinforcement at corners. In this study, a new method was investigated as using CFRP strips at corners and CFRP battens at sides. In the method, FRP composite does not experience any curvature in confining section and the behavior of FRP is very close to flat coupons in tensile tests. For this purpose, twenty-five RC columns with 133 mm x 133 mm cross section for square columns and 110 mm x 160 mm cross section for rectangular columns were tested experimentally under uniaxial compression. All of the column specimens were 500 mm high. The experimental results clearly demonstrate that the new method of corner strip-batten makes more uniform confinement pressure distribution on section and eliminates the stress concentration at corners; so improves the performance of FRP in confinement significantly. In this case, the compressive strength and ductility of column specimens were respectively increased 10.3% and 32.3% compared to the column confined using usual wrap. Based on results obtained from the current study, local reinforcement at the corners of rectilinear columns with CFRP strips, before horizontal wrapping in the method of corner strip-wrap, avoids premature rupture of FRP wrap at the corners and improves the confinement effectiveness of horizontal CFRP layers. In this method, the compressive strength and ductility of column were increased 11.6% and 36.8%, respectively compared to specimen without corner strip. Key Words Confinement, CFRP composite, Rectilinear RC column, Corner strip, FRP batten, Uniaxial compression.
تعمیر و تقویت اعضای سازه ای در زمینه های مختلف، به منظور جلوگیری از آسیب های احتمالی امری ضروری است. یکی از روش های رایج برای تقویت خارجی اعضای بتن آرمه از جمله ستون ها، محصور سازی این اعضا توسط کامپوزیت های FRP می باشد. بر اساس تحقیقات انجام گرفته در این زمینه، هنگامی که کامپوزیت FRP به صورت دورپیچ چسبیده به بتن، برای محصور سازی ستون ها به کار رود، از تمامی ظرفیت کششی آن استفاده نمی شود؛ به طوری که FRP در کرنشی بسیار کمتر از مقدار ظرفیت کششی گزارش شده طبق آزمایش نمونه های تخت گسیخته می شود. به علاوه، این پدیده در ستون های با مقطع چهار گوش به علت توزیع غیر یکنواخت فشار محصورکننده روی محیط مقطع و تمرکز تنش در گوشه های آن مورد توجه بیش تری می باشد. تا کنون مطالعات زیادی درجهت بهبود کارایی کامپوزیت در محصور سازی ستون های چهار گوش انجام گرفته است، که در هر یک از آن ها سعی شده با کنترل تمرکز تنش در گوشه ها، توزیع یکنواخت تری از تنش های محصور کننده روی محیط ایجاد گردیده و از پارگی FRP در نواحی گوشه جلوگیری شود. از این جمله می توان به روش گرد کردن گوشه ها و یا استفاده از نوارهای عمودی FRP به عنوان تقویت موضعی در گوشه اشاره نمود. در تحقیق حاضر با توسعه ی روش استفاده از نوارهای FRPدر گوشه ها، تکنیک جدیدی تحت عنوان استفاده از نوارهای گوشه و بست های FRP برای محصور سازی ستون های بتنی چهار گوش، مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش سعی شده که با کاهش انحنای ورقه های FRP در حین محصور سازی نمونه و نزدیک نمودن عملکرد آن به نمونه های موجود در آزمایش های تخت، از کارایی کامپوزیت در حد مطلوبی استفاده گردد. به منظور بررسی روش جدید ذکر شده و مقایسه ی آن با سایر روش های محصور سازی موجود، تعداد 25 نمونه ستون بتن آرمه به ارتفاع 500 میلی متر و با دو مقطع مربعی به ابعاد مقطع 133 133 میلی متر و مستطیلی به ابعاد مقطع 160 110 میلی متر، تحت آزمایش فشار تک محوری قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد که استفاده از تکنیک جدید نوار گوشه-بست در محصور سازی ستون، شرایطی را فراهم می سازد که نوارهای بست محصور کننده به صورت کاملاً یکنواخت تحت کشش ناشی از محصور شدگی قرار گیرد؛ بنابر این با ایجاد محصور شدگی یکنواخت در مقطع و همچنین حذف تأثیرات منفی ناشی از تمرکز تنش در گوشه ها، باعث می شود کارایی کامپوزیت محصور کننده به میزان مؤثری افزایش یابد. در این صورت مقاومت و شکل پذیری نمونه، افزایش قابل ملاحظه ای به ترتیب به میزان 3/10 و3/32 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده به صورت معمول خواهد داشت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه، تقویت موضعی گوشه های ستون پیش از دورپیچی با نوارهای محصور کننده در روش نوار گوشه-دورپیچ، نیز مانع از پارگی زود هنگام دورپیچ FRP در گوشه ها شده و با بهبود کارایی لایه های محصور کننده ی افقی، میزان مقاومت وشکل پذیری نمونه را به مقدار قابل توجه و به ترتیب به میزان 6/11 و 8/36 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده بدون نوار گوشه افزایش می دهد. کلمات کلیدی: محصور شدگی، کامپوزیت CFRP، ستون بتن آرمه ی چهار گوش، نوار گوشه، بست FRP، فشار محوری.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی