مطالعه‏ي آزمايشگاهي ستون لاغر بتن آرمه‏ي مسلح به ميلگرد‏هاي مقاومت بالا و مقاومت معمولي تقويت شده با كامپوزيت CFRP

يكي از روش‏هاي متداولي كه امروزه در مقاوم سازي سازه‏هاي بتن آرمه از آن استفاده مي‏شود، استفاده از كامپوزيت‏هاي FRP مي‏باشد. تقويت ستون‏ها به عنوان يكي از اركان اصلي سازه‏ها كه بار محوري را به صورت خالص يا به همراه لنگر خمشي منتقل مي‏كنند، از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. ستوني كه تحت بار محوري و لنگر خمشي قرار گرفته باشد، از خود تغيير مكان جانبي بروز مي‏دهد؛ اين تغيير مكان جانبي در هر قسمت از طول ستون، يك خروج از مركزيت براي بار محوري وارد شده در انتهاي ستون محسوب مي‏شود كه حاصل ضرب بار محوري در تغيير مكان جانبي مذكور سبب ايجاد لنگر ثانويه‏اي مي‏شود. اثر اين لنگر با لنگر اوليه‏اي كه بر ستون اثر مي‏كرده است جمع شده و اثرات بحراني‏تري را در ستون به وجود مي‏آورد. با وجود آن كه در عمل ستون‌هاي بتني اغلب تحت بار داراي خروج از مركزيت بوده و ممكن است در معرض ناپايداري ناشي از اثرات لاغري باشند، بر روي رفتار ستون‌هاي بتن آرمه‌ي لاغر محصور شده با FRP، مطالعات آزمايشگاهي كم‌تري نسبت به ستون‌هاي كوتاه تقويت شده با آن انجام شده است. هر چند مطالعات موجود مبين افزايش مقاومت ستون با تقويت آن به وسيله‌ي FRP مي‌باشند، اما اثر تقويتي FRP بر روي ستون تحت بارگذاري محوري – خمشي(P-M)، با افزايش لاغري كاهش مي‌يابد. به عبارت ديگر از ظرفيت FRP به طور كامل استفاده نشده و ستون در معرض ناپايداري و كمانش قرار مي‌گيرد؛ در نتيجه اثرات لاغري مي‌توانند مانع از دست‌يابي ستون به حداكثر ظرفيت خود شوند. هدف از تحقيق حاضر، بررسي رفتار ستون‏هاي لاغر تقويت شده با كامپوزيت FRP با تكنيك شيارزني بوده تا اثرات ناشي از لاغري كه در ساير روش‏هاي تقويت مشاهده مي‏شود، كاهش يابد. به منظور دست يابي به اهداف مورد نظر در تحقيق حاضر، تعداد 6 عدد نمونه‏ي بتن آرمه‏ي دايروي با قطر 130 ميلي متر و با ارتفاع 900 ميلي متر (با نسبت لاغري 7/27) تحت بار با خروج از مركزيت ثابت60 ميلي متر مورد آزمايش قرار گرفتند. نيمي از نمونه‏ها مسلح به ميلگرد مقاومت معمولي و نيمي ديگر مسلح به ميلگرد مقاومت بالا مي‏باشند. نتايج نشان مي‏دهند نمونه‏هاي تقويت شده به روش شيار زني، افزايش باربري بيش‏تري نسبت به نمونه‏هاي تقويت شده به روش EBR به دست مي‏دهند. اين ميزان افزايش ظرفيت باربري در نمونه‏هاي تقويت شده به روش شيارزني و EBR نسبت به نمونه‏ي شاهد براي گروه مسلح به ميلگرد مقاومت معمولي به ترتيب برابر با 1/63 و 3/32 درصد و براي گروه مسلح به ميلگرد مقاومت بالا به ترتيب برابر با 8/60 و 1/25 درصد مي‏باشد. هم‏چنين لاغري بر ظرفيت باربري ستون‏هاي تقويت شده به روش شيار زني، در هر دو نوع نمونه‏هاي مسلح به ميلگرد مقاومت معمولي و بالا، به ميزان بسيار كم‏تري نسبت به روش تقويت EBR و نمونه‏هاي بدون تقويت اثر مي‏گذارد.