مطالعه آزمايشگاهي تقويت دال‌هاي بتن‌آرمه دوطرفه با استفاده از ورق‌هاي فولادي پانچ شده

Experimental Study of Flexural Strengthening of Two-way Reinforced Concrete Slabs Using Punched Steel Plates

دال‌ها اعضاي سازه‌اي هستند كه وظيفه حمل و انتقال بار را بر عهده دارند. دال‌ها به دلايل گوناگون از جمله تغيير كاربري، خوردگي آرماتورها و تغيير در آيين‌نامه‌ها نيازمند تقويت هستند. باسابقه‌ترين روش تقويت دال‌هاي بتني استفاده از ورق‌هاي تقويت فولادي است. مسأله اصلي در استفاده از ورق‌هاي فولادي، وزن زياد آن‌ها به هنگام استفاده، نصب مشكل و عدم اطمينان از اتصال مناسب ورق تقويت به دال است. در اين پژوهش ورق‌هاي فولادي سوراخ شده به عنوان عامل تقويت‌كننده دال مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. اين نوع از ورق‌ها در كنار وزن كمتر امكان اتصال آسان‌تر و مطمئن‌تري را فراهم مي‌نمايند. به منظور انجام آزمايش‌ها، 9 دال بتن مسلح دوطرفه با ابعاد 1200 و ضخامت 80 ميلي‌متر زير اثر بار نيمه‌متمركز مورد مطالعه قرارگرفته‌اند. تأثير ضخامت ورق، چيدمان سوراخ‌ها، مساحت سوراخ‌ها و روش اتصال ورق پانچ‌ شده بر عملكرد سيستم تقويت از طريق مطالعه نمودار بار-تغييرمكان، انرژي شكست و شكل‌پذيري مورد بحث قرار گرفته است. نتايج آشكار ساخته‌اند كه ورق‌هاي سوراخ‌دار ظرفيت باربري، جذب‌انرژي و شكل‌پذيري دال‌هاي دوطرفه را به ترتيب تا 62%، 253% و 220% افزايش مي‌دهند. مقايسه الگوي شكست نمونه‌هاي تقويت شده نشان داده است كه فاصله سوراخ‌ها از گوشه ورق و مساحت قسمت مركزي ورق در انتخاب چيدمان مناسب سوراخ‌ها حائز اهميت است. همچنين بر اساس نتايج به دست ‌آمده تقويت با بهره‌گيري از چسب سبب افزايش ظرفيت باربري و سختي اوليه شده و حالت شكست آن جداشدگي ورق اتصال است؛ درحالي‌كه تقويت با استفاده از پيچ مي‌تواند شكل‌پذيري و جذب انرژي دال را بهبود داده و حالت شكست آن بيرون كشيده شدن پيچ است.

RC slabs are the structural members responsible for carrying and transferring loads. RC slabs need to be strengthened as a result of different reasons such as changing of function and corrosion of steel bars. The most widely utilized approach in strengthening these slabs has been the usage of steel plates. However, the concerns in using these plates consist of their immense weight as well as their unreliability in being properly connected to the concrete slabs. This study focuses on using punched steel plates as a strengthening factor for concrete slabs since they have reduced weight and allow an easier and more reliable connection. For the experiment, two-way RC slabs with the dimensions of 120 cm and the thickness of 8 cm are strengthened through punched steel plates and are placed under a semi-concentrated loading effect. The effect of plates’ thickness, the arrangement and the area of the punched holes, and the connection type in the performance of the strengthening system are studied through load-displacement graphs and are analyzed in dissipated energy and ductility. The results showed that the punched strengthening plates increase loading capacity, energy absorption, and the ductility of the two-way slabs up to 62%, 253%, and 220%, respectively. Also, it was shown that the arrangement of the holes and the connection type of the strengthening plates have a significant effect on the performance of the strengthening system. Failure state control in experimental models showed that the failure mode in using epoxy resin is the debonding of the steel plate, while the failure mode in using expansive bolt is pulled out of the bolt.