تقويت برشي تيرهاي بتن آرمه با پانل هاي پيش ساخته بتن فوق توانمند اليافي

Shear Strengthening of RC Beams by Prefabricated UHPFRC Panels

در اين پژوهش كاربرد استفاده از پانل‌هاي پيش ساخته بتن فوق توانمند اليافي يا UHPFRC در تقويت برشي تيرهاي بتن مسلح به صورت آزمايشگاهي و عددي مورد بررسي و ارزيابي قرارر گرفته است. تعداد 8 نمونه تير مسلح شده بتن معمولي به ابعاد (cm 150×20×10) با دو ظرفيت خمشي مختلف و كمبود ظرفيت برشي ساخته شده‌اند. 4 عدد از اين نمونه ها به عنوان نمونه‌هاي كنترلي و 4 عدد ديگر به عنوان نمونه‌هاي تقويت شده با پانل‌هاي پيش ساخته UHPFRC به ابعاد (cm 126×15×3) تحت آزمايش بارگذاري سه نقطه‌اي قرار گرفته‌اند. نتايج بدست آمده از آزمايش نشان مي‌دهند كه پانل‌هاي پيش ساخته UHPFRC در تقويت برشي تيرهاي بتن مسلح داراي عملكرد خوبي مي‌باشند. در همين راستا، مدل‌سازي سه بعدي براي بررسي رفتار تيرهاي بتن‌آرمه تقويت شده با پانل‌هاي پيش ساخته UHPFRC توسط نرم‌افزار المان محدود ABAQUS انجام شده است. بدين منظور، مدل‌ عددي براي تعريف رفتار خمشي بتن UHPFRC و اتصال پانل‌هاي UHPFRC به سطح تيرها ارائه شده است. مدل سازي عددي نيز نشانگر عملكرد خوب اين پانل‌ها در تقويت برشي تيرهاي بتن مسلح مي‌باشد.

In this study, applicability of ultra-high performance fiber-reinforced concrete panels in shear strengthening of RC beams was investigated experimentally and numerically. In total, eight RC beams (dimensions 10×20×150 cm) with two different bending capacity and lack of shear strength were produced. Of these, four were control beams and four were strengthened with prefabricated UHPFRC panels (dimensions 3×15×126 cm) and were tested in 3-points bending. The results show that this method can be well used for strengthening of RC beams. In this regard, a 3D model using ABAQUS FEM software was used to investigate the strengthening method. For this purpose, numerical models were developed to define flexural behavior of UHPFRC and coupling between NC and UHPFRC. FEM analysis approved the efficiency of the method also.