تحقیق درباره بهسازی سازه های بتنی
فهرست مطالب
چکيده :
2. برنامه آزمايشي
3. عملکرد تنش – کرنش (کشش) محوري :
تأثير شکل و ابعاد بر عملکرد ستونهاي بتوني محدود شده به ورقه FRP :
استفاده از ماده انبساطي (EA) براي توليد نيروي کشاني اوليه در روکش FRP براي تقويت افقي ستونهاي RC :
2. مواد
تأثيرات پوشش FRP بر عملکرد پيوند – شيب تير تقويتي :
استفاده از پلاستيکهاي تقويت شده فيبر براي مستحکم سازي بتن پل تير T :
چکيده :
اين تحقيق به مطرح کردن نتايج يک بررسي آزمايشي و تحليلي راجع به کاربرد شيوه متصل کردن فولاد استحکام بالا ، و مقايسه آن با FRP براي اضافه کردن ستونهاي بتوني مي‌پردازد پارامترهاي مختلفي براي تأثير گذاشتن بر استحکام فشردگي و نرم پذيري بتون محدود شده شامل نسبت حجمي مکانيکي محدود ، تعداد لايه‌هاي محدود ، استحکام بتون ساده و نرم پذيري (قابليت کشش) مواد محدود کننده يافت شدند. در ميان اين پارامترها ، آخرين مورد مهمترين نقش را در تعيين کشش نهايي و عملکرد حداکثر بتون ايفا مي‌کند. آزمايشهاي فشردگي محوري در ستونهاي بتوني مدور و ستونهاي بتوني مستطيلي در اندازه کوچک اجرا شدند. همه ماده مختلف براي نمونه‌هاي بتوني محدود کنده شامل روکش CFRP نوارهاي فولادي استحکام بالاي شکننده ونوار فولادي تاشو (نرم) بکار گرفته شدند نتايج آزمايش به نشان دادن افزايش زيادي در استحکام و قابليت انعطاف ستونها در اثر محدودسازي موثر به وسيله نوارهاي فلزي ، مي‌پردازد. بتون محدود شده CFRP نيز عملکرد تقويت شده را نشان داد. يک پايگاه داده نتايج آزمونهاي فشردگي (تراکم) راجع به بتون محدود شده به مواد مختلف از اين مقاله جمع‌آوري شود. يک مدل تحليل بر اساس نتايج اين تحقيق و پايگاه داده جمع آوري شده مطرح شد تا به تعيين استحکام و کشش نهايي بتون محدود شده بپردازد يک مدل مطرح شده قابليت نرم شدگي محدوده را در نظر مي‌گيرد و به نشان دادن توافق (اتفاق نظر) خوب با نتايج آزمايش مي‌پردازد.
واژگان کليدي : بتون ، محدود سازي ، FRP ، نوار فولادي ، کشش نهايي.
1. مقدمه
اين امر به خوبي مشخص و اثبات مي‌شود که محدوديت افقي به تقويت استحکام نرمش (قابليت کشش) بتون مي‌پردازد. مسلح سازي (تقويت) محدوديت به طور کلي براي بخشهاي فشردگي بکار گرفته مي‌شود و همانطور که آرماتور افقي با هدف افزايش ظرفيت حمل بار آنها و نرمش ، آنها در مورد افزايش لرزشي بکار گرفته مي‌شود. علاوه بر اين محدوديت افقي مانع از لغزش و کج شدگي تقويت (مسلح سازي) طولي مي‌شود مسلح سازي (تقويت) افقي را مي‌توان با استفاده از حلقه‌‌هاي مدور ، بست‌هاي مستطيلي ، روکش‌کاري با فولاد ، FRP ، سيمان آرمه ، و غيره فراهم کرد. از آنجائيکه بسياري از ستونهاي RC موجود تحت زلزله‌هاي شديد در معرض آسيب قرار مي‌گيرند که ناشي از نرم‌پذيري کم است ، افزايش ظرفيت جابجايي تراکم بتون به وسيله محدودسازي بعنوان يک مسئله مهم مي‌باشد. چندين تحقيق در دامنه استحکام وتقويت نرم پذيري در زمينه استحکام و تقويت نرم پذيري بتون به وسيله محدودسازي با مواد مختلف انجام شده است.
علاوه بر اين مدلهاي مختلف براي تقريب سازي کردن بهره موجود در استحکام ، حداکثر کشش و کشش نهايي ناشي از محدودسازي مطرح شده است. از آنجائيکه قابليت کشش (نرمش) محدوده بعنوان يک عامل مورد بررسي مورد توجه قرار نگرفته است ، تقريبا در همه آزمايشها و مدلهاي موجود ، تأثير نرمش (قابليت کشش) مواد محدود کننده بر تقويت نرمش بتون از بين رفته است اين تحقيق به ارائه نتايج يک بررسي آزمايشي و تحليل مي‌پردازد که بر اين مسئله تأکيد مي‌کند. اين تحقيق بعنوان بخشي از بررسي جامع راجع به شيوه‌هاي مختلف بهبودسازي بتون است اين تحقيق شامل بررسي فشردگي محوري موجود در نمونه‌هاي بتن با بخشهاي مربعي يا دايره يا تيرهاي محدود کننده داخلي يا بدون آن است که با دو نوع نوارهاي فلزي مثل روکش CFRP بهتر شده است.
مدلهاي محدودسازي براي حداکثر عملکرد تراکم ، يک بررسي از مدلهاي محدود کننده قابل دستيابي در اين مقاله نشان مي‌إهد که تقريبا کل مدلهاي محدوديت موجود شامل يک شکل يکسان مي‌باشد کهدر آن استحکام بتون محدود شده و حداکثر کشش مربوطه بعنوان تابع فشار افقي موثر و استحکام بتون ساده مي»اشد همانطور کهدر جدول 1 بازنويسي شده است. يکي از تفاوتهاي اصلي اين مدلها عبارت از پارامتها يا شيوه‌هاي درک شده در محاسبه فشار افقي موثر مي‌باشد. بعضي از مدلها از نيروي جاري مواد محدود کنده براي محاسبه فشار افقي استفاده مي‌کنند در حاليکه تعدادي از اين مدلها سعي مي‌کنند که تنش موجود در مواد محدود کننده را در حداکثر تنش محوري بدست آورند. با اين وجود اين مسئله براي برآورد استحکام بتون محدود شده فولاد مهمتر واقع مي‌شود.
علاوه بر اين در بعضي از مدلها فشار افقي براي در نظر گرفته شدن براي نواحي محدود شده ستونهاي بتوني به صورت ناموئري کاهش داده مي‌شود که توسط Uzumeri , sheikh در 1982 و توسط mander و همکاران در 1984 شد و در ECA بکار گرفته شدبنابراين مطابق با پيشرفته‌ترين مدلهاي محدودسازي فشار افقي موثر بعنوان تابع نسبت حجمي مکانيکي مواد محدود کننده و شکل هندسي و ابعاد ستون بتوني است و بعنوان آرماتورهاي طولي و معکوس (اريبي) آن مي‌باشد.
تحقیق درباره بهسازی سازه های بتنی
مدلهاي محدوديت براي کشش فشردگي نهايي
در مقايسه با نقطه اوج در عملکرد تنش ، کشش بتون ، کشش فشردگي نهايي به صورت قابتي با محققين مختلف تعريف نشده اس. در مقايسه با آزمونهاي کشاني که در آن يک گسيختگي ظاهري را مي‌توان مشاهده کرد ، تمرين نقطه نهايي در آزمونهاي فشردگي بتون بعنوان يک مسئله بحث انگيز است براي بتون محدود شده فولاد مدل CEB کد 90 (1993) از کششها در انشعابات حداکثر اوليه منحني‌هاي تنش-کشش (کرنش) بتونهاي محدود و محدود نشده استفاده مي‌کند که به يک سطح فولاد با استحکام 85 درصد بتن محدود نشده به ترتيب بعنوان کشش نهايي بتونهاي محدود شده و محدود نشده مرتبط مي‌شود.
Cusson و paultre در 1995 از کششهايي استفاده کردند که در آن تنش تا 50 درصد استحکام پيوند دهنده بتونها محدود شده و محدود نشده به ترتيب به عنوان کششهاي نهايي بتن محدود شده و محدود نشده ، کاهش پيدا مي‌کند. razvi و satcioglu در 1999 از شيوه‌اي شبيه به شيوه paultre , cusson در 1995 استفاده کردند که در آن کششهاي موجود در استحکام 85 درصدي بتنهاي محدود شده و محدود نشده به ترتيب به عنوان کششهاي نهايي بتون محدود شده و محدود نشده ، بکار گرفته مي‌شود. اين امر مشاهده مي‌شود که تفاوت زيادي بين اين ارزيابيها وجود دارد.
با اين وجود ، براي بتون محدود شده FRP يک نقطه نهايي مشخص را مي‌توان مشاهده کرد که به گسيختگي روکش FRP بستگي دارد. Teng , lam در 2003
جدول 1 : خلاصه از مدلهاي محدوديت قرار گرفته بر اساس فولاد
جدول 2 : مدلهايي براي کشش فشردگي نهايي بتن
2. برنامه آزمايشي
اين تحقيق به ارائه بخشي از نتايج يک تحقيق جامع و کامل راجع به استفاده از شيوه‌هاي متصل کننده براي مستحکم سازي بتن مي‌پردازد. آزمايشهاي مطرح شده در اين تحقيق شامل آزمايشهاي فشردگي محوري راجع به ستونهاي بتني 30*15 شوشه‌اي (درخشان) مي‌باشد. عملکرد تنش-کرنش محوري و افقي نمونه‌هاي بتن به وسيله ارزيابي همزمان نيرو و جابجايهاي محوري و افقي نمونه‌ها بدست آمدند. چندين پارامتر براي نمونه هاي ستون و اضافه کردن شامل استحکام فشردگي بتن ، استحکام محصول ، نرمش ، فاصله‌گذاري و اندازه نوارهاي محدود کننده مورد توجه قرار گرفتند. يک توصيف دقيق راجع به نتايج ستونهاي بتني متصل شده به اشکال و اندازه‌هاي مختلف توسط مسئولين (نويسنده‌ها) مطرح شده‌اند ، که در آن چندين پارامتر ديگر موثر بر واکنش بتن متصل شده به صورت دقيق مورد بحث قرار گرفته است. اما هدف اصلي اين تحقيق عبارت از مطالعه و بررسي تأثير خصوصيات مکانيکي مواد محدود کننده بر عملکرد بتن محدود شده است. سه ماده مختلف براي ستونهاي بتني محدود کننده شامل دو نوع مختلف نوار مورد استفاده قرار گرفت که نوع s و t ناميده مي‌شود ، به همانصورتي که CFRP مورد استفاده قرار گرفت.
نمونه‌هاي شوشه‌اي در آزمايشگاه ساختار و بتن در مرکز تحقيقاتي ساختمان سازي و خانه سازي ساخته شد. سه ترکيب بتني مختلف براي بررسي کردن تأثير استحکام بتن ساده در واکنش بتن محدود شده به همانصورتي مورد استفاده قرار گرفتند که در جدول 3 آمده است.
اولين مجموعه (B) برايب مطالعه و بررسي شيوه متصل کننده و براي مقايسه کاربرد نوارهاي فلزي نرم (انعطاف‌پذير) و شکننده مورد استفاده قرار گرفت (که نوارهاي نوع S و T مي‌باشند) دو مجموعه بعدي (B3,B2) اکثرا براي مقايسه CFRP به همراه دو نوع نوار براي محدوديت بتن ساخته شدند. گوشه‌هاي نمونه‌هاي شوشه‌اي دومين و سومين مجموعه (يعني ) با شعاع 25 سانتيمتر گرد شدند ، که آنرا براي روکش کاري CFRP مناسب کرد.
ماده مورد استفاده براي نمونه‌هاي بتوني شامل سيمان پروتلند نوع I ماسه محلي و سنگريزه بودند. حداکثر اندازه سنگريزه برابر با 12 ميليمتر بود. هيچ ماده افزودني در هيچ يک از ترکيبها بکار گرفته نشد.
نوارهاي بکار گرفته شده داراي پهنا ، ضخامت و عملکردهاي مکانيکي مختلف بودند. آزمايشهاي کشساني استاندارد براي سه نمونه در هر اندازه‌اي از مواد اجرا شد وميانگين خصوصيات مکانيکي آنها در جدول 4 نشان داده مي‌شود. مدول الاستيسيته نوارها و FRP به ترتيب 220 Gpa , 200Gpa بود. استحکام نهايي ، مدول الاستيک ، کشش و ضخامت نهايي هر لايه از CFRP به ترتيب برابر با 0.176 , 1.55% , 220Gpa , 2800Mpa ميليمتر بود خلاصه‌اي از خصوصيات مکانيکي اين مواد در جدول زير گزارش مي‌شود.
تحقیق درباره بهسازی سازه های بتنی
جدول 3 : طرح‌هاي ترکيب بتن (در هر متر مکعب)
جدول 4 : خصوصيات مکانيکي نوارهاي بکار گرفته شده
شکل 1 : آزمايش تنظيمات و استفاده از اسباب و آلات (a) متصل شده (b) FRP پوشانده شده
3. عملکرد تنش – کرنش (کشش) محوري :
کششهاي محوري و افقي نمونه‌هاي ستون به وسيله اندازه‌گيري تغيير شکل نمونه‌ها به وسيله LVDT بدست آمد. در شکل 2 ، عملکردهاي تنش – کرنش (کشش) محور بي دو نمونه از اولين مجموعه نمونه‌ها نشان داده مي‌شود اين نمونه‌ها با نوارهاي S شکننده به دو اندازه فاصله‌گذاري مجزا محدود مي‌شود.
شکل 2 : تنش – کرنش طبيعي شده دو نمونه محدود شده از مجموعه B مستحکم شده با نوار S
مورهاي عمودي به نشان دادن افزايش فراهم شده به لحاظ استحکام مي‌پردازد که به وسيله نرمال سازي تنش اندازه‌گيري شده براي مستحکم کردن بتن ساده بدست مي‌آيد. مي‌توان اين امر را مشاهده کرد که مقدار نسبت حجمي محدوديت بر استحکام بتن و نرمش (انعطاف پذيري) آن تأثير مي‌گذارد. با اين وجود به دليل استحکام کم اين نمونه‌ها (در مقايسه با نتايج ديگر) افزايش در استحکام به اندازه تقويت انعطاف‌پذيري زياد نيست. با توجه به ظهور کششهاي افقي ، اين امر مشخص است که نمونه محدود شده‌تر با اتساع (انبساط) کمتر مواجه مي‌شود.
مشابها ، عملکرد تنش – کرنش نمونه‌هاي مجموعه که به يکي از سه موضوعات محدود کننده بکار گرفته شده محدود شده است در شکل 3 کشيده مي‌شود. با مقايسه عملکرد نمونه‌هاي محدود شده به نوارهاي شکننده ، نوار انعطاف‌پذيري و CFRP ، اين نتيجه مي‌تواند حاصل شود که :
1. براي يک ماده محدود کننده خاص ، هم استحکام و هم نرمش (انعطاف‌پذيري) بتن محدود شده با افزايش اندازه محدوديت افزايش پيدا مي‌کند.
2. براي يک الگوي محدوديت مشابه ، انعطاف پذيري بتن محدود شده براي نمونه‌هايي که داراي بتن مستحکم‌تر هستند ، کمتر مي‌باشد.
3. اگرچه کل سه ماده محدومد کننده داراي سختي الاستيک مشابه هستند وهر دو نوار فلزي داراي مقادر استحکام مشابه مي‌باشند ، اما شکل عملکرد تنش – کشش مجموعه‌هاي سه گانه نمونه کاملا متفاوت است. بعنوان يک حقيقت ، نرمش (انعطاف‌پذيري) مواد محدود کننده به برجسته کردن منحني تنش – کشش بتن محدود شده پردخته است. همانطور که در شکلها مي‌ٱوان مشاهده کرد ، براي يک ماده محدود کننده ويژه ، يک شکل مشابه از منحني تنش – کرنش را مي‌توان براي
تحقیق درباره بهسازی سازه های بتنی
پسورد فایل: www.bazaarfile.ir
