بررسي آزمايشگاهي رفتار برشي دال‌هاي يك ‌طرفه مقاوم‌سازي شده با ورق ‌پيش‌ ساخته كامپوزيت‌هاي سيماني توانمند اليافي مسلح

Experimental investigation of shear behavior of one-way reinforced slabs with high-performance fiber-reinforced cementitious composite laminates

به ‌منظور حفظ و نگه‌داري سازه‌ها و نيز افزايش عمر مفيد آن‌ها، مقاوم‌سازي سازه‌هاي آسيب ‌ديده متدوال گرديده است. دال‌هاي بتني به عنوان عضو سازه‌اي كليدي، نقشي تاثير گذار در توزيع بار و رفتار سازه داشته و از سوي ديگر عدم برطرف سازي آسيب‌هاي وارد بر دال هاي بتني ميتواند خسارات جبران ناپذيري را به همراه داشته باشد. در اين پژوهش آزمايشگاهي مقاوم‌سازي دال‌هاي بتن مسلح يك ‌طرفه با كمك ورق‌هاي پيش ‌ساخته‌ از جنس كامپوزيت سيماني توانمند اليافي در ناحيه كششي دال انجام شده است. سپس سطوح جانبي آن براي افزايش ظرفيت برشي با ورق‌هاي پليمري مسلح شده به الياف كربن مقاوم‌سازي شده است. اين مطالعه به ‌طور خلاصه در سه گام انجام شده است. در گام اول طرح اختلاط و مشخصات مكانيكي مصالح كامپوزيت سيماني توانمند اليافي بررسي گرديد. در گام دوم ظرفيت خمشي ورق‌هاي پيش‌ ساخته كامپوزيت سيماني توانمند اليافي به ‌طور جداگانه قبل از اتصال به دال تعيين گرديد. در گام نهايي دال‌هاي بتن مسلح مقاوم‌سازي شده به صورت خمشي و برشي، تحت آزمايش بررسي رفتار برشي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه مقاوم‌سازي برشي وجوه جانبي دال باعث بهبود ظرفيت خمشي، الگوي شكست، سختي و جذب انرژي به‌ واسطه آزمايش بررسي رفتار برشي نمونه‌ها شده است. همچنين براي دال‌هاي يك ‌طرفه مقاوم‌سازي شده با ورق پيش‌ ساخته كامپوزيت سيماني توانمند اليافي، در صورتي كه بار متمركز به دال اعمال شود به طوري كه نسبت دهانه برش به ارتفاع مؤثراز 2/5 كمتر باشد، حتي اگر در سطوح جانبي براي افزايش ظرفيت برشي مقطع مقاوم‌سازي شده باشد، مد شكست دال به طور حتم برشي خواهد بود.

It has been used to preserve structures and extend their useful life, retrofit damaged structures. Concrete slabs, as a key structural member, play an important role in the load distribution and structural behavior, and lack of resolving the damage to concrete slabs can lead to irreparable damage. In this experimental study, the one way reinforced concrete slabs were strengthened by using high-performance fiber-reinforced cementitious composite (HPFRCC) laminates in the slab's tensile side. Its lateral surfaces are then strengthened with carbon fiber reinforced polymer laminates to increase shear capacity. This study is summarized in three steps. In the first step, the mixing design and mechanical properties of fiber-reinforced cement composites were investigated. In the second step, the flexural capacity of fiber-reinforced cement composite laminates was determined separately before bonding to the slab. In the final step, shear and shear reinforced concrete slabs were tested for shear behavior investigation. The results showed that the strengthening of the lateral sides of the specimens was improved the flexural capacity, fracture pattern, stiffness, and energy absorption by examining the shear behavior of the specimens. Also, for one-way slabs strengthened with fiber-reinforced cement composite laminates, if the concentrated load is applied to the slab so that the shear Span-to-effective height ratio is less than 2.5, even If it is strengthened at the lateral surfaces to increase the shear capacity of the cross-section, the failure pattern will certainly be shear.