Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad reza Eftekhar,Mojtaba Azhari,Davood Mostofinejad
محمدرضا افتخار (استاد مشاور) مجتبی ازهری (استاد مشاور) داود مستوفی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saied Jalil Hoseini
سیدجلیل حسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1387

TITLE

Strength and Ductility Capacity of Concrete Members Strengthened with Compressive FRP Plates
External fiber reinforced polymer (FRP) plates are currently accepted as one of the most effective methods of strengthening and retrofitting reinforced concrete (RC) structures. Although these plates contribute to the compression loading capacity, their application is, however, limited to situations in which tensional stresses occur. The present study was designed to investigate the application of these plates as compression reinforcement for enhanced ductility and loading capacity in concrete members. For this purpose, three specimens types were cast and strengthened with different patterns of FRP plates and subsequently tested. These specimen types included coupon samples for determination of compressive properties and strength of FRP composite plates, small scale concrete prism for feasibility study of using FRP composite plates as compressive reinforcement in concrete structures and half scale RC beam for evaluation of FRP composite plates ability to change failure mode from brittle to ductile regime. The results revealed the considerably enhanced stiffness and compression strength of FRP plates such that compressive young’s modulus and strength of FRP sheet manufactured through the wet lay-up method are 40 and 50 percent of their tensile value respectively, for pultruded FRP laminates compressive young’s modulus and strength are 90 and 80 percent of their tensile value respectively. The results of small scale concrete prism tests showed that using compressive FRP plates can increase loading capacity and ductility index of concrete members up to 10 and 50 percent respectively. The results of RC beams revealed the considerably effect of FRP plates on RC beam behavior such that using these plates leads to increasing loading capacity and ductility index up to 20 and 40 percent respectively. Results and observations during the tests showed that there is only a small possibility for the compressive plate to buckle or to debond before concrete crushing. This is because of the small size of the concrete crushing strain. In the final part numerical simulation was used to investigate using both tensile and compressive plates simultaneously for strengthening RC beams. Results show that this situation may lead to premature debonding of tensile plates. Keywords: Strengthening, FRP composites, Compressive Reinforcement, Ductility.
امروزه استفاده از ورق های FRP خارجی به عنوان یکی از موثرترین روش های تقویت و مقاوم سازی سازه های بتن آرمه پذیرفته شده است. با این وجود، استفاده از این ورق ها تنها محدود به حالاتی است که در آن ها تنش های کششی ایجاد شود؛ در حالی که این ورق ها قابلیت باربری فشاری نیز دارند. مطالعه ی حاضر به بررسی امکان استفاده از این ورق ها به عنوان مسلح کننده ی فشاری برای افزایش شکل پذیری و ظرفیت باربری اعضای بتن آرمه اختصاص دارد. بدین منظور سه نوع نمونه ی آزمایشگاهی متفاوت آزمایش شده و نتایج مورد بررسی قرار می گیرد. این نمونه ها شامل نمونه های کوپن برای شناخت رفتار و مقاومت فشاری کامپوزیت های FRP، منشورهای بتنی (ستون های کوچک مقیاس) به منظور امکان سنجی استفاده از ورق های FRP به عنوان مسلح کننده ی فشاری و هم چنین بررسی پدیده های همراه با بارگذاری فشاری این کامپوزیت ها (پدیده هایی نظیر کمانش طولی ورق و یا جدا شدگی آن) و تیرهای بتن آرمه ی نیم مقیاس برای سنجش توانایی ورق های کامپوزیت تحت فشار در افزایش ظرفیت و شکل پذیری تیرهای بتن آرمه و هم چنین بررسی توانایی آن ها در تغییر مود گسیختگی نمونه از ترد به شکل پذیر می باشند. بر اساس نتایج حاصله مشخص شد که ظرفیت و مقاومت فشاری ورق های FRP قابل توجه می باشد، به نحوی که برای ورق های تولید شده به شیوه ی شکل دهی دستی مقاومت و مدول الاستیسیته ی فشاری به ترتیب 40 و 50 درصد مقادیر متناظر کششی و برای ورق های تولید شده به شیوه ی پالتروژن مقاومت و مدول الاستیسیته ی فشاری به ترتیب 90 و 80 درصد مقادیر متناظر کششی می باشد. نتایج آزمایشات منشورهای بتنی نشان داد که استفاده از ورق های FRP تحت فشار می تواند منجر به افزایش 10 درصدی بار نهایی و افزایش 50 درصدی شاخص شکل پذیری تعریف شده شوند. در تیرهای بتن آرمه نیز تاثیر ورق های FRP فشاری قابل توجه بود و بارنهایی تا 20 درصد و شاخص شکل پذیری تا 40 درصد افزایش پیدا کرد. بر این اساس می توان نتیجه گرفت که استفاده از ورق های کامپوزیت تحت فشار می تواند منجر به افزایش ظرفیت و شکل پذیری اعضای بتن آرمه شود. موضوع قابل توجه دیگر، عدم کمانش ورق های FRP تحت فشار بود، نتایج آزمایش ها نشان می دهد که به علت کوچک بودن کرنش خرد شدگی بتن، قبل از آن که ورق FRP دچار کمانش و یا جدا شدگی شود، بتن تحت فشار خرد می شود. در پایان نیز با استفاده از شبیه سازی عددی امکان استفاده از ورق های FRP کششی و فشاری به صورت هم زمان برای تقویت تیرهای بتن آرمه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که استفاده از ورق فشاری منجر به افزایش نیروی ورق کششی شده و در نتیجه احتمال جدا شدگی ورق کششی را افزایش می دهد. کلمات کلیدی: مقاوم سازی، کامپوزیت های FRP، مسلح کننده ی فشاری، شکل پذیری.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی