رفتار تير بتن مسلح مقاوم سازي شده با مصالح HPFRCC

Behavior of reinforced concrete beam strengthened by HPFRCC material

مواد مركب سيماني مسلح اليافي توانمند (HPFRCC) مصالحي هستند كه به سبب وجود الياف و ساز و كار پل زدن آنها، داراي رفتار سخت‌ شوندگي كرنشي كششي بوده و قابليت تشكيل ترك ‌هاي چندگانه را دارند. اين مصالح توانمند، فاقد مصالح سنگي درشت دانه بوده و الياف به شكل تصادفي داخل آن توزيع مي‌ شود. در اين مقاله بر مبناي يك كار آزمايشگاهي، از لايه‌ هاي HPFRCC با ضخامت، طول و مقاومت ‌هاي فشاري و كششي مختلف براي مقاوم سازي يك تير بتن آرمه استفاده گرديده و با استفاده از روش اجزاي محدود، تاثير اين متغيرها بر ظرفيت خمشي اين تير، بررسي شده است. نتايج نشان مي‌ دهد كه افزايش مقاومت فشاري و كششي لايه‌ ي تقويتي HPFRCC تاثير چنداني بر ظرفيت تير ندارد. همچنين افزايش ضخامت و طول لايه ‌هاي HPFRCC، بار نهايي و شكل ‌پذيري نمونه ‌ها را افزايش مي ‌دهد. شكل‌ پذيري نمونه‌ اي كه به طور كامل از مصالح HPFRCC تشكيل شده است، نسبت به نمونه مرجع بتن مسلح، حدود 39 % افزايش مي ‌يابد.

High performance fiber reinforced cementitious composites (HPFRCC) are cement matrices with strain hardening behavior under tension loading. In these composites, the cement mortar with only fine aggregates is reinforced by random distributed fibers. In this material, multiple cracking in the HPFRCC occurs due to bridging mechanism of the fibers and subsequently, the strain hardening behavior is observed. In this paper, based on an experimental work, HPFRCC layers with different thicknesses and different lengths are used in lieu of normal concrete. Compressive and tensile strengths of the HPFRCC material are variable in these analytical models too. Finite element approach is used to investigate the effect of these parameters on the capacity of the reinforced concrete beam. Results show that increasing the compressive and tensile strength of the HPFRCC layers concludes to more final load and more ductility of the analytical beams. But this increasing effect is not significant. Moreover, increasing the thickness and length of the HPFRCC material concludes to more final load and more ductility in the retrofitted models. The ductility of the full HPFRCC beam is about 1.39 times more than that of the reinforced concrete beam.