بررسي آزمايشگاهي رفتار ستون‌هاي بتني غيرمسلح تقويت شده با شيوه نوين كاربرد تركيبي ژاكت‌هاي فولادي- پليمري

Experimental Investigation about the Behavior of Retrofitted Plain Concrete Columns using a Novel Hybrid Steel-FRP Confinement

در اين مقاله شيوه نوين تقويت، محصوركنندگي تركيبي با استفاده هم زمان از عناصر فولادي مسلح كننده و الياف FRP، به منظور تقويت ستون ها و پايه هاي بتني غيرمسلح پيشنهاد و كفايت آن با انجام مطالعه آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت. نمونه هاي استوانه اي از بتن با مقاومت پايين ساخته شده و تحت بارگذاري فشاري در شرايط آزمايشگاهي، برخي مشخصه هاي مكانيكي از قبيل ميزان جذب انرژي، تغيير شكل محوري، سختي اوليه و رفتار بار- تغيير شكل براي آنها تعيين گرديد. دو نمونه تقويت نشده به عنوان نمونه معيار انتخاب شده و 18 نمونه ديگر با استفاده از روش هاي مرسوم تقويت از قبيل دورپيچ كردن با CFRP، GFRP، دورپيچ كردن با استفاده هم زمان پوشش FRP و ميلگردهاي فولادي نصب شده در سطح بتن (NSM) و در نهايت دو روش پيشنهادي در اين تحقيق تقويت شدند. بر مبناي نتايج آزمايش مشخص گرديد كه با استفاده از شيوه تقويت پيشنهادي ظرفيت باربري فشاري، ميزان جذب انرژي و تغييرشكل محوري نسبت به استفاده از ساير روش هاي تقويت بهبود يافته، هرچند در ميزان سختي الاستيك نمونه ها افزايش ايجاد شده است. از روش تقويتي پيشنهاد شده مي توان براي تقويت برشي و خمشي ستون ها و پايه هاي بتني غير مسلح پل هاي جاده اي و راه آهن استفاده كرد.

In current study, a novel retrofitting scheme, hybrid confinement using steel reinforcement profiles and FRP wraps was presented for strengthening of columns and plain concrete piers and verified using the results of an experimental work results. Twenty cylindrical concrete specimens were produced in laboratory conditions and energy dissipation, axial deformation, initial stiffness and load-deflection curve was calculated for each specimen. Two of specimen was used as benchmark, however the other were retrofitted using CFRP wraps, GFRP wraps, near surface mounted steel rods, FRP confinement and proposed retrofitting scheme. Based on the results, axial compressive strength, energy dissipated and ductility was enhanced. The axial force-axial displacement behavior of hybrid confined specimens had two parts. In the first part a parabola curve was observed whereas in the second part the behavior was linear. The failure of specimens was brittle and had explosive nature towards CFRP or GFRP rupture. However the results proved that we will be able to use the proposed novel confinement scheme for shear and flexural strengthening of columns and plain concrete piers of road and railroad bridges.