ارزيابي طول موثر پيوستگي روش كاشت الياف در نصب خارجي به روش سرعت سنجي تصويري ذرات

Effective Bond Length Evaluation of Fiber Implantation Methods in EBR Applications Using Particle Image Velocimetry

مقاومت پيوستگي بين ورق پليمر مسلح با الياف (FRP) و بتن، عامل اصلي موثر بر رفتار اعضاي بتني مقاوم سازي شده به روش نصب خارجي (EBR) مي باشد. مقاومت پيوستگي به عوامل مختلفي همچون نوع آماده سازي سطحي، مقاومت بتن و ضريب كشساني، ضخامت و طول پيوستگي ورق FRP وابسته است. براساس مطالعات پژوهشگران، افزايش طول اتصال بيشتر از طول موثر پيوستگي، تضمين كننده افزايش مقاومت پيوستگي نخواهد بود. بيشتر مدل هاي تيوري موجود، مقاومت پيوستگي را بر اساس طول موثر پيوستگي تخمين مي زنند. بنابراين براي رسيدن به يك اتصال رضايت بخش، آگاهي از طول موثر پيوستگي اهميت زيادي دارد. در اين پژوهش، به منظور ارزيابي و مقايسه طول موثر پيوستگي در روش EBR با استفاده از كاشت الياف و روش هاي متداول آماده سازي سطحي (برس زني و ماسه پاشي)، تعداد 12 نمونه منشور بتني ساخته شد و مورد آزمايش قرار گرفت. طول موثر پيوستگي و مقاومت پيوستگي نمونه ها با استفاده از آزمايش برش مستقيم و به كمك آناليز ميدان كرنش، به روش سرعت سنجي تصويري ذرات (PIV) به دست آمد و با مدل هاي آيين نامه هاي ايالات متحده آمريكا و اتحاديه اروپا مقايسه گرديد. نتايج نشان داد، كه استفاده از روش كاشت الياف بجاي روش هاي آماده سازي سطحي متداول، موجب كاهش طول موثر پيوستگي به ميزان 20% و افزايش مقاومت پيوستگي به ميزان 34% مي گردد.

The bond strength between fiber reinforced polymer (FRP) laminates and concrete is the main factor affecting the behavior of concrete members strengthened by externally bonded reinforcement (EBR) method. The bond strength depends on several factors, such as surface preparation, concrete strength, FRP stiffness and thickness and effective bond length. According to previous studies, using a bond length longer than the effective bond length, will not increase the connection load carrying capacity. Most existing theoretical models estimate bond strength based on the effective bond length. So, in order to achieve a satisfactory connection, it is important to determine the accurate value for the effective bond length of the lap joint. In this study, in order to evaluate and compare the effective bond length of fiber implantation method and the conventional EBR method, 12 concrete specimens were prepared and tested. Then, the effective bond length and the bond strength of the specimens were obtained by using single-shear pull test and using particle image velocimetry (PIV) method and compared with the existing specifications such as ACI and fib. The results showed that, using fiber implantation method instead of the conventional EBR method, would reduce the effective bond length by 20% and increase the bond strength between FRP and concrete substrate by 34%.