اثر نوع و تعداد لايه هاي كامپوزيت درتقويت خمشي دال هاي مجوف بتن مسلح با FRP از روش اجزاي محدود

the effect of type and number of composite layer on bending reinforcement of Waffle Slab With frp by finite element method

گسترش روز افزون استفاده از كامپوزيت هاي FRP براي تقويت و ترميم اعضاي باربر سازه اي، همچنين وزن كم، انعطاف‌پذيري بالا، سهولت حمل و نقل، سرعت عمل بالا، راحتي برش در اندازه‌هاي دلخواه، سادگي اجرا و امكان تقويت به صورت خارجي، از عمده دلايل استفاده از ورق هاي FRPدر ترميم سازه‌هاي بتني نسبت به ساير روش‌ها مي‌باشند. يكي از موارد كاربرد ورقه هاي FRP ، در تقويت دال هاي بتن آرمه است، كه در اين مقاله به بررسي اثر نوع و تعداد لايه هاي كامپوزيت در تقويت خمشي دال هاي مجوف بتن آرمه با ورقه FRP پرداخته شده است. از دال هاي مجوف به منظور كاهش حجم بتن ريزي ، هزينه و همچنين كم كردن وزن سازه استفاده مي شود. برخي از اين ساختمان ها و پل ها به خاطر حوادث طبيعي از قبيل زلزله ، باد و يا بر اثر خستگي مصالح و عوامل خورنده قليايي و اسيدي آسيب هاي شديدي ديده اند. از اين رو تعمير و تقويت سطوح باربر سازه هاي فوق ، امري حياتي و مقرون به صرفه مي باشد. در اين تحقيق به بررسي پارامتري اثر نوع و ضخامت الياف FRP بر رفتار خمشي دال مجوف تقويت شده با استفاده از سيستم هاي مختلف FRP (CFRP-GFRP) پرداخته شده است. براي اين منظور، ابتدا سقف بتني مجوف در نرم افزار ANSYS مدل سازي شده و سپس جهت صحت سنجي مسأله ، بامدل آزمايشگاهي موجود مقايسه شده است. پس از انجام صحت سنجي، با تغيير در پارامترهاي نوع و ضخامت الياف RFP در دال مجوف مدل شده، مقاومت نهايي دال مورد بررسي قرار گرفته است. اين بررسي ها نشان داده اند كه دالهاي تقويت شده با الياف GFRP شكل پذيري بهتري نسبت به دالهاي تقويت شده با الياف CFRP دارند، ولي مقاومت نهايي دال هايي كه با CFRP مقاوم سازي شدند به طور محسوسي بيشتر از دال هاي مقاوم سازي شده با الياف GFRP مي باشند. همچنين مشخص گرديد كه با افزايش تعداد لايه هاي ورق كامپوزيت در دال مجوف تقويت شده، ظرفيت تهايي دال مجوف افزايش مي يابد.

The increasing use of FRP composites to strengthen and repair the structural bearing components, also low weight, high flexibility, ease of transportation, high speed, ease of cutting in desired sizes, ease of performance and possibility of external strengthening are the major reasons for using the FRP laminates in repairing concrete structures compared to other methods. One usage of FRP laminates is strengthening the reinforced concrete slabs. Present article studied the impact of type and number of composite layers in flexural strengthening of the reinforced concrete voided slabs with FRP laminates. The voided slabs are used to reduce concreting volume, costs and also decreasing weight of the structure. Some of these buildings and bridges have been severely damaged due to natural disasters including earthquake, wind or fatigue of materials and alkaline and acidic corrosive agents. Therefore, repair and strengthening the bearing surfaces of above structures is vital and economical. Present research has investigated the parametric study of the impact of type and thickness of FRP fibers on flexural behaviour of strengthened voided slabs using different FRP systems (CFRP-GFRP). For this purpose, the voided concrete ceiling is modelled in ANSYS software, then it is compared to the available laboratory model for verification of the problem. After the verification, by changing the parameters of type and thickness of RFP fibers in the modelled voided slab, ultimate strength of the slab has been studied. These studies have showed that the slabs retrofitted with GFRP fibers have a better ductility compared to the slabs retrofitted with CFRP fibers, but ultimate strength of the slabs retrofitted with CFRP is significantly more than the slabs strengthened with GFRP fibers. It was also found that by increase in the number of laminated composite layers in retrofitted voided slabs, ultimate capacity of the voided slabs is increased.