Skip to main content
SUPERVISOR
Davood Mostofinejad,Mohammad reza Eftekhar
داود مستوفی نژاد (استاد راهنما) محمدرضا افتخار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohsen Dyaribidgoli
محسن دیاری بیدگلی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Warp and woof strap (WWS) method for strengthening of concrete beams with FRP sheets and comparison with other conventional methods
Fiber Reinforced Polymer (FRP) composites are widely accepted as a promising and easy-to-use construction materials especially for strengthening purposes due to the numerous advantages such as high tensile strength, ease of application, light weight and corrosion resistance. One of the most common methods for flexural strengthening of concrete beams with FRP materials is the Externally Bonded Reinforcement (EBR) method. The main problem that has greatly hampered the use of EBR method is the premature debonding of FRP laminate from the beam substrate. This will shorten the expected lifespan of the reinforced membrane and makes EBR method uneconomical. Surface preparation of concrete before attaching FRP sheets is considered as a suitable method to postpone debonding in EBR technique, but with limited effects. One of the methods is using U-shaped straps at the both ends or throughout the beam. Conventional U-shaped straps can increase flexural strength of reinforced concrete beams as well as delaying, and even in some cases preventing the debonding of FRP laminates in the longitudinal tensile surface of the beam. One of disadvantages of conventional U-shaped straps is to control undesirable phenomenon of longitudinal FRP sheet debonding. But, these straps are not in contact with the sheet in the longitudinal tensile surface of the beam. So, when ever longitudinal sheet separates from the surface of the beam, straps can not inhibit the debonding phenomenon and the flexural capacity of the beam doesn’t increase notable. The purpose of the present study is to provide an improved ability to benefit from the advantages of conventional U-shaped method as well as removing weaknesses in order to control the vertical and shear stresses between the FRP sheet and beam tensile surface and also providing the ability to direct contact between the U-shaped way of tensile surface. This method is called the Wrap and Woof Strap (WWS) and the results are looking pretty good. In order to gain to the the study purposes, 23 reinforced concrete beams were made with dimensions 120*160*1400 mm and strengthened by FRP sheet in different configurations. Then, beams were subjected to four- point flexural loading. The results have shown that the Wrap and Woof Strap (WWS) method change failure mechanisms of FRP sheet and it's capability in increasing flexural strength of beam is much better the other methods like Externally Bonded Reinforcement (EBR) and conventional U-shape straps. Even, in many cases this new method completely eliminates the undesirable phenomenon of FRP sheet debonding and increase loading and ductility capacity of specimens. . Key Words: FRP, Debonding, Rupture, Externally Bonded Reinforcement (EBR), U- shaped strap, Wrap and Woof Strap (WWS), Vertical and shear stress
امروزه استفاده از کامپوزیت های FRP در صنعت ساختمان، به دلیل ویژگی های خاص آن از جمله مقاومت کششی بسیار زیاد، اجرای آسان، وزن بسیار کم و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مورد توجه محققین و مهندسین قرار گرفته است. یکی از روش های متداول تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه با استفاده از کامپوزیت های FRP، روش نصب سطحی (EBR) می باشد. مهم ترین ایراد این روش، که استفاده از آن را تحت تأثیر قرار داده است، جدا شدگی ورق FRP از وجه کششی تیر بتنی در هنگام بارگذاری، و در نتیجه شکست زود رس و غیر اقتصادی عضو سازه ای می باشد. یکی از راه کارها، استفاده از مهارهای U شکل در دو انتهای نمونه و یا در سراسر تیرهای بتن آرمه می باشد. مهارهای U شکل متداول علاوه بر این که سبب تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه می گردند، بلکه می توانند جدا شدگی ورق FRP موجود در وجه کششی را نیز به تعویق انداخته و در مواردی حذف نمایند. یکی از معایب روش مهارهای U شکل متداول در کنترل پدیده ی نامطلوب جدا شدگی ورق FRP طولی این است که به دلیل عدم تماس مستقیم مهار در محل برخورد با ورق طولی با سطح کششی تیر، با جدا شدن ورق طولی از این سطح، مهارها نمی توانند به صورت مناسبی مانع از این پدیده گردند و ظرفیت باربری نمونه افزایش چندانی نمی یابد. هدف از تحقیق حاضر، ارائه ی روشی ارتقا یافته با بهره بردن از مزایای روش مهارهای Uشکل متداول و حذف نقاط ضعف آن می باشد؛ به این صورت که به منظور کنترل تنش های برشی و عمودی موجود بین سطح کششی بتن و ورق FRP طولی و هم چنین ایجاد سطح تماس مستقیم بین مهارهای U شکل و وجه کششی نمونه، مهارهای U شکل در نقاط برخورد با ورق طولی، به صورت تار و پودی از آن ها گذر می کنند. این روش با نام مهارهای تار و پودی (WWS) معرفی گردید و نتایج نسبتاً خوبی به دنبال داشت. به منظور پیش برد اهداف تحقیق، تعداد 23 عدد تیر بتنی مسلح با ابعاد 1400×160×120 میلی متر ساخته شد و به روش های مختلف توسط FRP تقویت گردید. تیرها سپس تا لحظه ی گسیختگی نهایی تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه ای قرار گرفتند. نتایج نشان داد که روش WWS با در نظر گرفتن مکانیسم های گسیختگی ورق FRP از وجه کششی نمونه، نسبت به دیگر روشهای تقویت خمشی مانند EBR و مهارهای U شکل متداول عملکرد بسیار مطلوب تری از خود نشان می دهد و در بسیاری از موارد با حذف کامل پدیده ی نامطلوب جداشدگی و پارگی ورق طولی، سبب افزایش باربری و شکل پذیری نمونه ها گردید. کلمات کلیدی: تقویت خمشی، FRP، جداشدگی، مهار U شکل، مهار تار و پودی (WWS)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی