بررسي و مقايسه ظرفيت و شكل پذيري ستون هاي بتن آرمه بيضي شكل با غلاف GRP و دورپيچ CFRP تحت نيروي محوري خالص

Investigation and comparison of capacity and ductility of elliptical RCC's with GRP casing and CFRP wrapping under pure axial load

ﭘل‌ها ﺑﻪ ﻟﺤﺎظ رﻓﺘﺎر نسبت به ﺳﺎزهﻫﺎي ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ويژه هستند. درﺟﻪ ﻧﺎﻣﻌﻴﻨﻲ ﭘﻞﻫﺎ ﻧﺴﺒﺖ به ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎ ﺑﺴﻴﺎر كم‌تر است، لذا ﺷﻜﺴﺖ ﻳﻚ ﺳﺘﻮن در پل ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻨﺠـﺮ ﺑـﻪ ﺧﺮاﺑـﻲ كامل شود. اﺳﺘﻔﺎده از ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳت‌هاي الياف پليمري تقويتي به ﺻﻮرت دورﭘﻴﭻ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻜﻲ از شيوه‌هاي ﻣﻘﺎومﺳﺎزي ﺳـﺘﻮن‌هاي بتن‌آرمه ﭘﻞها در ﺳﺎﻟﻴﺎن اﺧﻴﺮ ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ زيادي اﺳﺖ. ﺳﺨﺘﻲ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﺸﺨﺼﻪ ﺑـﺎﻻ، ﻋﻤـﺮ ﻣﻔﻴـﺪ زﻳﺎد، مقابله با ﺧﻮردﮔﻲ و ﺧواص ﺣﺮارﺗﻲ ﻗﺎﺑﻞ ﻛﻨﺘﺮل از اﻣﺘﻴﺎزات ﻣﻬﻢ FRP ﺑـﺮ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻣﻌﻤﻮلي ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. كاربرد لوله‌هاي پلاستيكي تقويت‌شده با الياف شيشه به عنوان غلاف ستون‌هاي پل‌ها باعث حذف قالب‌بندي، كاهش هزينه‌ها، افزايش جذب انرژي و شكل‌پذيري و كاهش آب‌شستگي اطراف پايه‌هاي پل مي‌شوند. در اين تحقيق بر روي شش نمونه ستون بتن‌آرمه بيضي‌شكل به قطرهاي 200 و120 و ارتفاع 600 ميلي‌متر با و بدون غلاف، آزمايش مقاومت فشاري انجام شد و تاثير دورپيچ الياف پليمري تقويتي كربني برآن‌ها به عنوان محصوركننده بررسي گرديد. نتايج نشان داد كه دورپيچ و غلاف باعث افزايش مقاومت فشاري و شكل‌پذيري ستون‌ها مي‌شوند. افزودن يك‌لايه و دو‌لايه دورپيچ به‌ترتيب به طور ميانگين باعث افزايش%7/19 و %7/28 مقاومت گرديد، درحالي كه كاربرد غلاف افزايش 15/4 برابري مقاومت ستون‌ها را نتيجه داد. هرچند دورپيچ و غلاف هر دو محصوريت ايجاد مي‌كنند، ولي غلاف به خاطر محصوريت بيش‌تر، تاثير بسيار افزون‌تر بر افزايش مقاومت و شكل‌پذيري ستون‌هاي مذكور دارد. مقايسه محصوريت غلاف با دورپيچ در تغييرشكل نهايي محوري اين ستون‌ها، نشان داد كه غلاف بسيار موثرتر است.

Bridges are behaviorally special compared to conventional structures. The uncertainty of bridges is much less than that of buildings, so the failure of columns in a bridge can lead to complete failure. The use of fiber reinforced polymer (FRP) composites into wrapping as one of the methods of strengthening of reinforced concrete columns (RCCs) of bridges has received much attention in recent years. High stiffness and characteristic strength, long life, corrosion resistance and controllable thermal properties are important advantages of FRP over conventional materials. The use of glass-fiber reinforced plastic pipes (GRP) as casing for bridge piers, removes molds, reduces costs, increases energy absorption and ductility, and reduces water-washing around bridge piers. In this study, compressive strength tests were performed on six samples of oval RCCs with diameters of 200 and 120 and height of 600 mm with and without casings and the effect of carbon-FRP on them as an enclosing was investigated. The results showed that the wrapping and casing increases the strength and ductility of the columns. Addition of one-layer and two-layer wrapping averagely increased the strength by 19.7% and 28.7%, respectively; while the use of casing resulted in a 4.15-fold increase in the strength. Although the wrapping and the casing both create the enclosure, the casing has a much greater effect on increasing the strength and ductility of the columns due to its greater enclosure. Comparison of wrapping enclosure with casing in the final axial deformation of these columns showed that the casing is much more effective.