Skip to main content
SUPERVISOR
Mojtaba Azhari,Davood Mostofinejad
مجتبی ازهری (استاد راهنما) داود مستوفی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Hajihashemi
علی حاجی هاشمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384
Retrofitting concrete structures with fiber reinforced polymer (FRP) has today grown to be a widely used method throughout most parts of the world. Nevertheless, when strengthening a structure with external FRP, it is often not possible to make full use of the FRP. By prestressing, a higher utilization of the FRP material is made possible. The current thesis is dedicated to investigation of changes in strength, ductility and serviceability of RC beams strengthened with prestressed NSM CFRP strips. Five full scale simply supported beams were cast and tested at Isfahan University of Technology, including one reference (non-strengthened) specimen and four strengthened specimens with NSM CFRP strips over their full length. Among strengthened specimens, one was not prestressed and three other ones were imposed by three levels of prestressing force which made initial strain of 5, 20, and 30 percent of nominal ultimate strain in CFRP strips. All beams were reinforced by internal tensile steel reinforcement of 0.5? b (? b is the tensile balanced reinforcement ratio) and tested with three-point loading system. The experimental results indicated that the load carrying capacity of strengthened beams compared to that of control beam, had an increase of 10 percent in non-prestressed specimen, while it was 11.5 to 15 percent in prestressed ones. The tests showed a large increase in the crack and steel-yielding load. The prestressing level had a direct influence on both of these parameters: the prestressed strengthened specimens showed the cracking load 17 to 45 percent and the yielding load 5.5 to 9 percent higher than those of control beam. Together with higher crack loads, the cracks also were smaller in both width and depth, and propagated in more limited area. The non-prestressed strengthened beam showed almost the same behavior in cracking and yielding as non-strengthened one. It should be mentioned that the prestressed beams lost a part of their ductility at failure, which is because a part of the possible strain in the strips was used during prestressing, resulting in failure at smaller deflections. As a part of this study, an analytical evaluation was developed for the estimation of flexural behavior and ultimate load carrying capacity in strengthened specimens, using M-? diagram and concepts of prestressed concrete. Comparing experimental data with analytical results showed that this developed method was just helpful to understand the behavior of strengthened beams in elastic region.
بهسازی سازه‌های بتن آرمه با استفاده از الیاف پلیمری مسلح شده (FRP) امروزه به عنوان یک شیوه‌ی کارآمد در سراسر جهان مورد استفاده می‌باشد. در هنگام مقاوم سازی یک سازه با استفاده از مصالح FRP بصورت غیر پیش تنیده، اغلب استفاده‌ی کامل از ظرفیت مصالح FRP امکان پذیر نیست. دلیل این امر مستقیماً به وجود یک توزیع کرنش، ناشی از بارهای مرده یا سایر بارهای غیرقابل حذف در طول مقاوم سازی، مربوط است. با پیش تنیده کردن مقاوم کننده‌های FRP امکان استفاده‌ی سطح بالاتری از این مصالح فراهم می‌گردد. پایان نامه حاضر به بررسی تغییرات مقاومت، شکل پذیری و سرویس دهی تیرهای بتنی مقاوم شده با استفاده از تسمه‌های NSM CFRP پیش تنیده اختصاص دارد. بدین منظور پنج عدد تیر ساده‌ی بتنی در مقیاس واقعی ساخته و در آزمایشگاه سازه‌ی دانشگاه صنعتی اصفهان، مورد آزمایش قرار گرفتند که یکی از آن‌ها به عنوان نمونه‌ی مبنا نگه داشته شد، و مابقی بوسیله‌ی تسمه‌ی CFRP در تمامی طول خود تقویت گردیدند. در میان نمونه‌های مقاوم شده نیز، یک نمونه غیر پیش تنیده بوده و سایر تیرها تحت اعمال نیروی پیش تنیدگی تا حدی که در تسمه‌ها کرنش پیش تنیدگی برابر 5، 20 و 30 درصد کرنش نهایی اسمی آنها ایجاد شود، قرار گرفتند. تمامی نمونه‌ها که با فولاد کششی به میزان b ?5/0 تسلیح شده بودند، تحت سیستم بارگذاری سه نقطه‌ای آزمایش شدند. نتایج آزمایش‌ها حاکی از آن است که مقدار ظرفیت باربری نهایی تیرهای تقویت شده در مقایسه با تیر مبنا، در نمونه‌ی غیر پیش تنیده به میزان 10 درصد و در نمونه‌های پیش تنیده از 5/11 تا 15 درصد رشد داشته است. هم‌چنین این نتایج تأثیر قابل توجه سطح پیش تنیدگی اعمالی بر بالا رفتن مقادیر بار ترک خوردگی و بار تسلیم نمونه‌ها را نشان می‌دهند. بار ترک خوردگی در نمونه‌های تقویت شده‌ی پیش تنیده 17 تا 45 درصد و بار تسلیم فولادهای کششی در آن‌ها 5/5 تا 9 درصد نسبت به نمونه‌ی مبنا افزایش داشته است. در کنار بار ترک خوردگی بالاتر، ترک‌های ایجاد شده در نمونه‌های تقویت شده‌ی پیش تنیده دارای عرض و عمق کمتر و نیز توزیع محدودتر بوده‌اند. این در حالی است که رفتار نمونه‌ی تقویت شده‌ی غیر پیش تنیده در خصوص بار ترک خوردگی، بار تسلیم و مشخصات ترک‌ها نزدیک به نمونه‌ی مبنا بوده است. قابل ذکر است که شکست نمونه‌های پیش تنیده متناظر با خیزهای کوچک‌تری در مقایسه با نمونه‌ی مبنا و نمونه‌ی غیر پیش تنیده رخ داده است. دلیل این امر استفاده از بخشی از ظرفیت کرنشی تسمه‌های CFRP در حین اعمال پیش تنیدگی می‌باشد. به عنوان بخش دیگری از این تحقیق، سعی شد تا با تلفیق روابط لنگر- انحناء و مفاهیم بتن پیش تنید‌ه، یک روش ارزیابی تحلیلی برای پیش بینی رفتار و میزان مقاومت نمونه‌های تقویت شده توسعه داده شود. مقایسه‌ی نتایج آزمایشگاهی با نتایج حاصل از این ارزیابی تحلیلی نشان داد که شیوه‌ی ارزیابی به کار رفته تنها در خصوص ارائه‌ی رفتار کلی نمونه‌ها تا قبل از رسیدن به ناحیه‌ی غیر ارتجاعی سودمند می‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی