انتخاب بهترين نوعِ الياف FRP براي تقويت اتصالات سازه هاي بتن آرمه

Choosing the best type of FRP fibers to strengthen the fittings of concrete structures

خلاصه عدم رعايت آيين¬نامه از سوي طراحان در راستاي استفاده از اصل ستون قوي- تير ضعيف، يكي از مهم¬ترين دلايل آسيب سازه‌هاي بتن¬آرمه در برابر زلزله مي¬باشد. در نتيجه¬ اين امر مفاصل پلاستيك در ستون‌ها ¬تشكيل شده كه وقوع صدمات شديد به سازه در هنگام زلزله را در پي خواهد داشت. بنابراين بايستي در روند طراحي سازه¬هاي بتن¬آرمه دقت شود كه مفصل پلاستيك حتما در تيرها تشكيل شود. اين امر با قوي كردن اتصالات تير و ستون محقق خواهد شد. يكي از روش¬هاي موجود جهت نيل به اين هدف، تقويت اتصالات تير و ستون بتني با استفاده از ورق¬هاي FRP است. بدين منظور يك روش مقاوم¬سازي شامل تقويت جان تير با بهره¬گيري از ورق¬هاي FRP در محل اتصالات بتني، جهت دور كردن مفصل پلاستيك از برِ ستون‌ به كار گرفته مي‌شود. در اين تحقيق ابتدا به بررسي رفتار قاب بتنآرمه، در دو حالت بدون تقويت و تقويت‌شده، پرداخته ‌شده است. سپس با در نظر گرفتن خصوصيات كيفي ورق¬هاي CFRP و GFRP، مقايسه اثرات هر يك از اين ورق¬ها بر روي رفتار قاب بتن¬آرمه مورد ارزيابي قرار گرفته است. مقايسه اين رفتار با استفاده از روش اجزاي محدود غيرخطي و با به‌كارگيري نرم‌افزار ABAQUS، انجام شده است. ضمناً اثرات جابه¬جايي نيز ديده شده است. نهايتاً بر اساس نتايج حاصل، بهترين نوع ورق براي تقويت اتصالات بتني كه مي‌تواند به‌طور مؤثري مفصل پلاستيك را از برِ ستون دور كند، مشخص گرديده است.

Abstract Failure of designers to comply with the regulations in an attempt to adhere to the rule of strong column - weak beam is one of the most important reasons of damage to reinforced-concrete structures in earthquakes. This problem has led to formation of plastic joints in columns that cause severe damage to the structure during an earthquake. Therefore, during the design of concrete structures one must make sure that the plastic joints are formed in the beams. This goal can be achieved by reinforcing the beam and column joints. One of the techniques that can help us achieve this goal is to reinforce column and beam joints using FRP sheets. To this end, a reinforcing method that includes reinforcement of the beam web using FRP sheets at the concrete joint area is used to remove the plastic joint from the column. In the present study, first the behavior of reinforced concrete frame in reinforced and non-reinforced modes is investigated. Then the effects of CFRP and GFRP sheets on the behavior of reinforced-concrete frame is evaluated. Comparison of behaviors is performed using nonlinear finite element method through ABAQUS software. Meanwhile, the displacement effects are observed during the comparison process. Finally, the best type of concrete joint reinforcing sheet that can effectively remove plastic joint from the column is specified.