پيشنهاد رابطه محاسبه مقاومت بتن محصور شده در ستونهاي پل هاي بتن آرمه تقويت شده به كمك FRP

Proposing a relationship for calculating the strength of confined concrete for bridge RC columns srengthened with FRP

پلها به لحاظ رفتار و پاسخ سازه اي در مقايسه با سازه هاي معمولي در موقعيت ويژه اي قرار دارند با توجه به آنكه درجه نامعيني پلها به نسبت ساختمانها بسيار كمتر مي باشد، شكست يك ستون مي تواند منجر به خرابي كل سيستم سازه گردد. با توجه به آنكه پل به عنوان يك شريان حياتي در صنعت حمل ونقل مطرح مي باشد ، فراهم آوردن امنيت لرزه اي كافي براي آن از درجه اهميت بالايي برخوردار است. ستون بتن آرمه پل در اثر بارهاي لرزه اي سه مد اصلي شكست شامل: شكست برشي ، شكست خمشي و شكست وصله اتصال را تجربه مي نمايد استفاده از كامپوزي تهاي FRP به صورت دورپيچ به عنوان يكي از تكنيكهاي مقاوم سازي ستونهاي بتن آرمه پلها در ساليان اخير مورد توجه بسياري قرار گرفته است. سختي و مقاومت مشخصه بالا، عمر مفيد زياد، مقاومت زياد در برابر خوردگي و خصوصيات حرارتي قابل كنترل از امتيازات مهم كامپوزيتهاي FRP بر مصالح معمول مي باشد. در اين مقاله يك مدل مقاومت فشاري براي بتن محصور شده و دورپيچ شده توسطFRP معرفي شده كه در واقع توسعه اي از تيوري مقاومت موهر مي باشد؛ اين مدل، تنش فشاري محصور شده (f/cc) را به تنش محصور كنندگي (f/t) مربوط مي نمايد. در فرم كلي اين مدل نيازمند اطلاعاتي درباره مقاومت فشاري تك محوري (f/c) ، مقاومت كششي تك محوره (f/t) و يك عدد n مرتبط با شكل پوش موهر حالات مقاومت نهايي م يباشد. يك مدل سهمي درجه دو كه به صورت عددي بسط داده شده براي استفاده در بتن محصور شده با FRP توسط نويسندگان پيشنهاد شده است . صحت معادله پيشنهاد ي با استفاده از آزمايشات موجود نمونه هاي بتني محصور شده به كمك دورپيچ FRP مورد تاييد قرار گرفته است. در انتها، يك مثال كاربردي براي تقويت ستون بتن آرمه پل نيز آورده شده است.

Bridges are unique in their structural response compared to buildings. As the bridges are considered as vital lifelines in transportation, providing sufficient seismic security is very important. However, bridges have a lower degree of static indeterminacy than buildings; Hence, failure of a part of structural element such as a column or a foundation likely results in a collapse of the entire bridge system. During an earthquake, a RC column can fail in three main modes due to cyclic axial and lateral loads: shear failure, flexural plastic hinge failure, and lap splice failure. In recent years, Use of FRP composites as one of the strengthening techniques for reinforced concrete bridges, has been increasingly developed. The Fiber Reinforced Polymer (FRP) strengthening procedure would cause minimal increase in size and weight of structural members, ease of installation and efficient corrosion resistance. In this paper a compressive strength model for confined concrete wrapped with fiberreinforced polymer has been proposed which is an extension of Mohr’s strength theory. This model relates the confined compressive stress to the confining pressure. In the general form this model requires information about the uni-axial compressive strength, the uni-axial tensile strength and a quantity, n, relating to the shape of Mohr’s envelope of ultimate strength states. A second-order parabolic model, developed analytically, is proposed for using with FRP-confined concrete. The proposed model has been verified using existing tests of normal strength concrete specimens confined by FRP wrap. An application example for strengthening a reinforced concrete bridge column is also provided.