بررسي تاثير پارامترهاي كليدي در عملكرد لرزه اي ستون هاي بتن مسلح مقاوم سازي شده به روش نزديك سطح

Investigation of effectiveness of key parameters on seismic performance RC columns strengthened with near surface mounted (NSM) method

در مطالعه‌ي حاضر، يك روش مقاوم‌سازي براساس مدفون كردن نوارهاي پليمري كربني چسبيده در نزديك سطح در پوشش بتن به منظور بهبود ظرفيت خمشي ستون‌ها ناشي از بارهاي جانبي رفت و برگشتي استفاده شده است. در اين روش، از بروز پديده جدا شدن جلوگيري شده كه قادر به استفاده از ظرفيت كامل نوار است و همچنين حفاظت بالاتر در برابر آتش سوزي فراهم مي‌شود. از روش المان محدود جهت مشاهده و بررسي رفتار خمشي ستون بتني تقويت شده با روش نزديك سطح استفاده شده است. بدين منظور از مدل‌هاي رفتاري بتن و فولاد چند خطي در نرم‌افزار اپنسيس استفاده شدند و پس از اعتبارسنجي، نتيجه‌ي مدل‌سازي با نتايج تجربي آزمايشگاهي تطبيق بسيار خوبي داشتند. پارامترهاي مدل‌سازي مانند قطر ميلگرد مدفون‌، مقاومت فشاري بتن و تعداد نوارهاي پليمري در ساخت مدل‌هاي عددي در نظر گرفته شدند. نتايج حاصل از تحليل نمونه‌هاي تقويت شده تحت بارگذاري چرخه‌اي جانبي نشان داد كه افزايش قابل توجهي در ظرفيت باربري ستون‌ها با استفاده از روش بكاربردن المان در نزديك سطح در حالت‌هاي مختلف بدست مي‌آيد. نتايج عددي با نتايج مطالعه تحليلي براساس سازگاري كرنش مقايسه شد كه تطبيق قابل قبولي بين دو نتايج مشاهده شد.

In this paper, a strengthening method based on embedded carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips in near surface on concrete cover was applied for improving flexural capacity of reinforced concrete columns with low strength compressive concrete subjected lateral cyclic loads. The debonding phenomena is prevented in this suggested method and the strip capacity is completely used and there is more protection against fire. In order to investigate the flexural behavior of near surface mounted (NSM) strengthened RC columns, a finite element method is sued. poly-linear behavior of concrete and steel was used. There was good similarity between finite element and experimental results that indicates suggested model was calibrated. The new models consisting of different variables such as embedded steel bar diameter, concrete strength, and the numbers of CFRP strips were considered. The test results show that by using the NSM technique, the flexural strength and lateral load capacity of the columns increase significantly. The numerical results were also compared with the results obtained from the analytical study that was conducted based on strain compatibility. A good agreement between analytical and experimental results was observed.