نویسنده: شهاب فلاح چای - یکشنبه ۱٩ بهمن ،۱۳٩۳

- تقویت خمشی تیر

اعضای بتن آرمه، مانند تیرها و ستونها، تحت خمش با استفاده از کامپوزیتهای FRP که توسط اپوکسی به ناحیه کششی چسبیده‌اند و دارای الیافهای با راستای موازی با جهت تنشهای کششی ماکزیمم (محور عضو) هستند، تقویت می‌شوند

رفتار خمشی تیر تقویت شده باFRP

منحنی نیرو-تغییر مکان در این تیرها دارای سه شیب متفاوت می باشد بخش اول منحنی مربوط به حد فاصل ترک خوردن بتن کششی می باشد که در این مرحله سختی تیر زیاد است (مشابه تیر تقویت نشده) بخش دوم مربوط به حد فاصل ترک خوردگی بتن کششی تا هنگام جاری شدن میلگرد        می باشدکه شیب نمودار کاهش می یابد ولی همچنان سختی آن نسبت به تیر تقویت نشده بیشتر   می باشد و بخش سوم مربوط به حد فاصل تسلیم میلگردها تا گسیختگی FRP  ویا جداشدگی FRP از سطح بتن می باشد.

 

 

 

 

 

 

شکل  منحنی بار- تغییر مکان برای تیر تقویت شده با FRP و تیر تقویت نشده

 

با توجه به مدول الاستیسته بالای مواد FRP  چسباندن آنها برروی تیر سبب افزایش سختی و کاهش خیز تیر می گردد. همچنین مواد FRP تا لحظه گسیختگی رفتار تنش ـ کرنش خطی از خود نشان می دهند و بدون جذب انرژی کافی و عدم دارا بودن ناحیه تسلیم شبیه به ناحیه تسلیم فولاد، دچار گسیختگی می‌شوند بنابراین نصب آنها بر روی تیر سبب کاهش شکل پذیری و میزان جذب انرژی   می گردد شایان ذکر است که کاهش انرژی جذب شده در اصل به علت مکانیزم خرابی موضعی در محل گسیختگی FRPو تسلیم شدگی موضعی میلگردهای طولی در محدوه گسیختگی FRP می باشد چرا که در تیرهای  تقویت نشده تیر در یک محدوده وسیع ترک می خورد و میلگردها به تسلیم      می رسند در حالیکه در تیرهای تقویت شده میلگرد فقط درمحل گسیختگی FRP تغییر شکل داده و انرژی جذب می کنند. بطور کلی با افزایش تعداد لایه های FRP از میزان شکل پذیری تیر کاسته    می گردد.

بنابراین با توجه به اینکه مقدار کرنش نهایی مواد FRP در مقایسه با فولاد بسیار زیاد می‌باشد. هنگامی که این مواد به وسیله اپوکسی به سطح کششی تیر جهت تقویت خمشی چسبیده می‌شوند، قبل از آنکه کامپوزیت FRP شروع به تحمل بار قابل توجهی کند، فولاد به حالت تسلیم خود می‌رسد. بنابراین افزایش سختی تیر یا بار تسلیم آن بدون افزایش سطح مقطع FRP، جهت همکاری بیشتر در باربری تیر، قبل از به تسلیم رسیدن فولاد، ممکن نمی‌باشد.

Scan3001

 شکل تیر بتنی تقویت شده با FRP چسبیده شده بر زیر تیر

 

 بطور کلی تقویت تیر با سیستم FRP سبب افزایش  ظرفیت  نهایی مقطع  می گردد با این تفاوت که چندان سبب افزایش ظرفیت تسلیم مقطع نمی گردد.

 

رفتار خمشی تیر تقویت شده با FRP

- تقویت خمشی تیر

اعضای بتن آرمه، مانند تیرها و ستونها، تحت خمش با استفاده از کامپوزیتهای FRP که توسط اپوکسی به ناحیه کششی چسبیده‌اند و دارای الیافهای با راستای موازی با جهت تنشهای کششی ماکزیمم (محور عضو) هستند، تقویت می‌شوند

رفتار خمشی تیر تقویت شده باFRP

منحنی نیرو-تغییر مکان در این تیرها دارای سه شیب متفاوت می باشد بخش اول منحنی مربوط به حد فاصل ترک خوردن بتن کششی می باشد که در این مرحله سختی تیر زیاد است (مشابه تیر تقویت نشده) بخش دوم مربوط به حد فاصل ترک خوردگی بتن کششی تا هنگام جاری شدن میلگرد        می باشدکه شیب نمودار کاهش می یابد ولی همچنان سختی آن نسبت به تیر تقویت نشده بیشتر   می باشد و بخش سوم مربوط به حد فاصل تسلیم میلگردها تا گسیختگی FRP  ویا جداشدگی FRP از سطح بتن می باشد.

 

 

 

 

 

 

شکل  منحنی بار- تغییر مکان برای تیر تقویت شده با FRP و تیر تقویت نشده

 

با توجه به مدول الاستیسته بالای مواد FRP  چسباندن آنها برروی تیر سبب افزایش سختی و کاهش خیز تیر می گردد. همچنین مواد FRP تا لحظه گسیختگی رفتار تنش ـ کرنش خطی از خود نشان می دهند و بدون جذب انرژی کافی و عدم دارا بودن ناحیه تسلیم شبیه به ناحیه تسلیم فولاد، دچار گسیختگی می‌شوند بنابراین نصب آنها بر روی تیر سبب کاهش شکل پذیری و میزان جذب انرژی   می گردد شایان ذکر است که کاهش انرژی جذب شده در اصل به علت مکانیزم خرابی موضعی در محل گسیختگی FRPو تسلیم شدگی موضعی میلگردهای طولی در محدوه گسیختگی FRP می باشد چرا که در تیرهای  تقویت نشده تیر در یک محدوده وسیع ترک می خورد و میلگردها به تسلیم      می رسند در حالیکه در تیرهای تقویت شده میلگرد فقط درمحل گسیختگی FRP تغییر شکل داده و انرژی جذب می کنند. بطور کلی با افزایش تعداد لایه های FRP از میزان شکل پذیری تیر کاسته    می گردد.

بنابراین با توجه به اینکه مقدار کرنش نهایی مواد FRP در مقایسه با فولاد بسیار زیاد می‌باشد. هنگامی که این مواد به وسیله اپوکسی به سطح کششی تیر جهت تقویت خمشی چسبیده می‌شوند، قبل از آنکه کامپوزیت FRP شروع به تحمل بار قابل توجهی کند، فولاد به حالت تسلیم خود می‌رسد. بنابراین افزایش سختی تیر یا بار تسلیم آن بدون افزایش سطح مقطع FRP، جهت همکاری بیشتر در باربری تیر، قبل از به تسلیم رسیدن فولاد، ممکن نمی‌باشد.

Scan3001

 شکل تیر بتنی تقویت شده با FRP چسبیده شده بر زیر تیر

 

 بطور کلی تقویت تیر با سیستم FRP سبب افزایش  ظرفیت  نهایی مقطع  می گردد با این تفاوت که چندان سبب افزایش ظرفیت تسلیم مقطع نمی گردد.

 

رفتار خمشی تیر تقویت شده با FRP

کاشت میلگرد در همه نقاط گیلان و مازندران


مقاوم سازی سازه تتخصص ماست

مهندس عباس پرتوی دیلمی

مهندس شهاب فلاح چای

09120215547

دفترگیلان – لاهیجان – خیابان امام خمینی – روبروی تاکسی تلفنی شمال -کلینیک ساختمانی پرتوی