بررسي مشاركت آرماتورهاي طولي FRP در ستون‌هاي بتن مسلح با مقطع مربع شكل

An Investigation on the Contribution of FRP Longitudinal Rebar In RC Columns with Square Cross Section

ستونهاي بتني در گذشته تنها به وسيله آرماتورهاي فولادي مسلح ميشدند. امروزه و با معرفي آرماتورهاي FRP، اين آرماتورها به عنوان جايگزين مناسبي براي آرماتورهاي فولادي، به خصوص در محيطهاي خورنده نظير محيطهاي دريايي در اعضاء بتني مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اما هم‌چنان استفاده از اين نوع آرماتورها در ستون‌هاي سازه‌هاي بتني با عدم قطعيت‌هايي روبرو است به طوري كه آييننامه‌هاي معتبر دنيا از اثر اين نوع آرماتور در فشار صرف‌نظر كرده يا به طور كل استفاده از آن را مجاز نمي دانند. با توجه به الاستيك بودن رفتار آرماتورهاي FRP و بالاتر بودن كرنش نهايي آن‌ها در مقايسه با كرنش نهايي بتن، عموما اين آرماتورها در ستون‌هاي بتني و تحت اثر فشار به مقاومت نهايي خود نمي‌رسند و مشاركت پاييني دارند. در اين تحقيق با استفاده از روابط رياضي و مطالعه پارامتريك و همچنين نرم افزار اجزاء محدودي، ميزان مشاركت آرماتورهاي FRP بررسي شده است و نشان داده شده است كه صرف نظر كردن از آرماتورهاي FRP در برخي موارد مي‌تواند به نتايج بسيار محافظه كارانه‌اي در رابطه با ظرفيت فشاري ستون بيانجامد. نوع آرماتورهاي FRP و درصد آرماتورهاي طولي بيشترين تاثير را در ميزان مشاركت اين آرماتورها در مقاومت فشاري ستون دارند به طوري كه اين افزايش تا حدود يك چهارم ظرفيت فشاري ستون را مي‌تواند تشكيل بدهد.

Concrete columns were previously only reinforced with steel reinforcements. Nowadays, with the introduction of FRP rebar, these reinforcements are used in concrete elements as a proper replacement for steel reinforcements, especially in corrosive environments such as marine environments. But the use of this type of reinforcement in columns of concrete structures faces uncertainties, so that the various international codes do not take into account the effect of this type of rebar, or they do not allow them. Due to the elastic behavior of FRP reinforcements and their high ultimate strain as compared to the ultimate strain of concrete, these rebar are generally not contributed to concrete in concrete columns. In this study, using mathematical equations and parametric study as well as finite element software, the contribution of FRP reinforcements has been investigated and it has been shown that neglecting FRP reinforcement in some cases can lead to very conservative results in terms of capacity. The type of FRP reinforcement and the percentage of longitudinal reinforcement have the greatest impact on the contribution of these reinforcement to the compressive strength of the column so that this increase can form up to one quarter of the compressive capacity of the column.