Skip to main content
SUPERVISOR
Davood Mostofinejad
داود مستوفی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Saljoughian Isfahani
علیرضا سلجوقیان اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Axial and Bending Behavior of Square Concrete Columns Strengthened with Vertical FRP Strips at Corners and FRP Strips 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 rupture strains 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 using FRP strips 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 composites does not experiment any curvature in confining section and the behavior of FRP is very close to flat coupons in tensile tests. For this purpose, forty-two RC columns with 133x133 mm cross section for square columns and 110x160 mm cross section for rectangular columns were tested experimentally under concentric and eccentric (30, 60, 90 and 120 mm eccentricity) loading. All of column specimens were 500 mm high. The experimental results clearly demonstrate that the new method of corner strip-batten make 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 increase 11.1% and 42.8% compared to the column confined using intermittent wrap. Based on results obtained from the current study, the effectiveness of FRP confinement is reduced under axial-flexural loading. In this case, the compressive strength of column specimens under zero, 60, 90 and 120 mm eccentricity of loading, were respectively increase 42.4%, 40.4%, 31.6% and 21.8% compared to the unconfined columns. Key Words: CFRP composite, Rectilinear RC column, Confinement, Corner strip, FRP batten, Eccentric loading.
تعمیر و تقویت اعضای سازه ای در موارد 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 می رود، از تمامی ظرفیت کششی آن استفاده نمی شود؛ به طوری که FRP در کرنشی بسیار کمتر از 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 یک نواخت فشار محصور کننده روی محیط مقطع و تمرکز تنش در گوشه های آن مورد توجه بیشتری می باشد. تا کنون مطالعات زیادی در جهت 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 یک نواخت 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 استفاده از نوارهای گوشه FRP اشاره نمود. در تحقیق حاضر با گسترش روش استفاده از نوارهای FRP در گوشه ها، تکنیک جدیدی تحت عنوان استفاده از نوارهای گوشه و بست های FRP برای محصور سازی ستون های بتن آرمه ی 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 مطلوب استفاده گردد. به منظور بررسی رفتار محوری و خمشی ستون در روش جدید ذکر شده و مقایسه ی آن با سایر روش های محصور سازی موجود، تعداد 42 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 بار محوری با خروج از مرکزیت های صفر، 30، 60، 90 و 120 میلی متر قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که استفاده از تکنیک جدید نوار گوشه-بست در محصور سازی ستون، شرایطی را فراهم می hy;سازد که نوارهای بست محصور کننده به صورت کاملاً یک نواخت تحت کشش ناشی از محصور شدگی قرار گیرد؛ بنابراین با ایجاد محصور شدگی یک نواخت در مقطع و همچنین حذف تأثیرات منفی ناشی از تمرکز تنش در گوشه ها باعث می شود کارایی کامپوزیت محصور کننده به میزان مؤثری در تمامی خروج از مرکزیت ها افزایش یابد. در این صورت در خروج از مرکزیت صفر، مقاومت و شکل پذیری نمونه، افزایش قابل ملاحظه ای به ترتیب به میزان 1/11 و 8/42 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده به صورت غیر پیوسته در ارتفاع خواهد داشت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده با افزایش خروج از مرکزیت بار، میزان افزایش ظرفیت باربری ستون کاهش می یابد. به طوری که میزان افزایش باربری برای خروج از مرکزیت صفر، 60، 90 و120 به ترتیب به میزان 4/42، 4/40، 6/31 و 8/21 درصد نسبت به نمونه ی شاهد می باشد. کلمات کلیدی: کامپوزیت CFRP، ستون بتن آرمه ی چهار گوش، محصور شدگی، نوار گوشه، بست FRP، بار با خروج از مرکزیت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی