مطالعه عددي تاثير موقعيت و فواصل ورق‌هاي FRP بر رفتار تيرهاي بتني تحت بار پيچشي

Numerical Investigation of the Torsional Behaviour of RC Beams with Respect to the Position and Spacing of FRP Sheets

با توجه به زلزله‌هاي اخير و خسارات وارده بر سازه‌ها و تغييرات آيين‌نامه‌اي نياز به مقاوم‌سازي بيش از پيش ضروري به نظر مي‌رسد. يكي از بهترين گزينه‌ها براي اين منظور سيستم كامپوزيتي پليمري اليافي مسلح(FRP) مي‌باشد. اولين كاربرد اين سيستم براي مقاوم‌سازي خمشي تير بتن مسلح مي‌باشد. در اين مقاله به مطالعه تير بتني به عنوان مهم‌ترين عضو سازه‌اي در ساختمان بتن‌آرمه، در نرم‌افزار ABAQUS پرداخته شده است. ده نمونه تير بتني تحت بار پيچشي با اضافه كردن ورق FRP در اشكال و موقعيت‌هاي مختلف با مساحت يكسان در نظر گرفته شده، نهايتاً مشخص گرديد كه با تقويت وسط تير با ورق FRP نسبت به حالات ديگر رفتار بهتري حاصل شده و وجود ورق‌هاي FRP ايجاد ترك‌هاي برشي قطري در جداره‌هاي تير بتني را به تعويق انداخته و باعث افزايش مقدار لنگر پيچشي و كاهش مقدار تنش‌هاي برشي در جداره‌هاي تير بتني مي‌شود [1].

Recent earthquakes, the severe structural damage that ensues and modifications incorporated into building codes call for retrofitting of structures more than ever. A viable method is utilizing composite Fiber Reinforced Polymer (FRP). This system was initially used to the flexural strengthening of RC beams. In this study, a RC beam, one of the primary structural elements, is investigated in a commercial finite element software, ABAQUS; ten RC beams with FRP sheets used in different shapes and positions (the area of sheets is equal in different cases) are studied under torsional loading. Results showed that strengthening the mid portion of the FRP provides better results and incorporation of FRP sheets delays the ingress of diagonal shear cracks in faces of the RC beams which in turn increases the torsional moment capacity and reduces shear stresses in faces of the RC beam.