بررسي رفتار و شكل پذيري برشي تيرهاي عميق بتن مسلح تقويت شده با FRP

Investigation the behavior and shear ductility of RC deep beam strengthened by FRP

در سال هاي اخير با مطرح شدن بحث تقويت اعضاء بتن مسلح توسط ورق هاي frp فصل جديدي از مطالعات در اين زمينه شكل گرفته است، كه بخش قابل توجهي از اين مطالعات بر طراحي برشي اعضاء تقويت شده با frp متمركز مي باشد. با توجه به نسبت ابعاد تيرهاي عميق و بالا بودن تغييرشكل برشي ضعف عمده تيرهاي عميق را مي توان پائين بودن ظرفيت برشي و به دنبال آن شكست برشي و ضريب شكل پذيري پائين دانست. ، براي تقويت اين اعضاي بتني روشهاي متعددي بكار رفته كه يكي از موثرترين آن ها تقويت جان تير عميق به كمك ورقهاي كامپوزيت مي باشد، به منظور بررسي عملكرد اين روش، در تحقيق حاضر با استفاده از نرم افزار abaqus ، 104 نمونه تير عميق با تكيه گاه ساده تحت دوبار متمركز مدلسازي شده ا و با استفاده از روش اجزاء محدود غيرخطي علاوه بر تعيين مناسب ترين الگوي نصب الياف پليمري(frp) تاثير نسبت دهانه ي برشي به عمق، مقاومت فشاري بتن، تاثير نسبت آرماتور برشي و تاثير تعداد لايه هاي frp مورد بررسي قرارگرفت. بر اساس نتايج حاصله ميزان اثر بخشي پارامترهاي در نظر گرفته شده جهت تقويت تيرهاي عميق و مناسب ترين الگوي نصب بررسي شد. نتايج حاكي از افزايش متوسط 15 الي65 درصد در ظرفيت برشي بدست آمده از بكارگيري هركدام از الگوهاي مورد بحث مي باشد. همچنين دراين تحقيق ضريب شكل پذيري برشي براي تيرهاي عميق تقويت شده بررسي گرديد كه نتايج نشان مي دهد ضريب شكل پذيري برشي متاثر ازنسبت ابعادي تير عميق، مقاومت فشاري و الگوي تقويت مي باشد، بطوري كه وجود لايه هاي frp باعث افزايش 5 تا 30 درصدي شكل پذيري در تيرهاي عميق تقويت شده، مي شود.

The demand for FRP materials has been increased over the past years for retrofitting or strengthening of reinforced concrete members. Several recent studies focused on the shear strengthening of reinforced concrete deep beams. In deep beams, due to the high ratio of shear span-to-depth and shear deformation, the ultimate strength is generally controlled by shear rather than flexure with lower shear ductility. Shear strengthening with FRP sheets is one of the most effective methods to overcome the weaknesses of deep beams. In this paper, the behavior of 104 deep beam specimens strengthened with different schemas of FRP sheets which was investigated. Specimens were modelled through the Non Linear finite elements method and analyzed under Push over static loading. The efficiency of FRP installing schema and the effect of some parameters such as shear span-to-depth ratio, compressive strength of concrete and the arrangement and ratio of shear reinforcement were evaluated. The results showed an average increase of shear capacity varied between 15 through 65 percent in each schemas of installed FRP sheets. Another aim of this study is to define and evaluation of shear ductility index for deep beams. The results show that the shear ductility index depends on the dimensions of the deep beam, compressive strength of concrete and the scheme of installed FRP sheet as using the layers of FRP can increase the shear ductility of strengthened deep beams about 5 to 30 percent.