نمودارهای اندرکنش ستون بتنی مسلح توخالی محصور با frp
Abstract
ستون های توخالی بتن مسلح برای کاهش هزینه و کاهش نسبت وزن به سختی اعضا - مثل ستون پل ها و شمع ها - استفاده می شوند. در نظرگرفتن ستون به عنوان یک عضو کاملاً فشاری معمولاً درست نیست، چرا که اغلب خروج از مرکزیت وجود دارد. وقتی نیروی فشاری با خروج از مرکزیت وارد می شود لنگر خمشی هم اضافه می شود. بنابراین مقاومت بتن مسلح تحت خمش دو محوره و بارگذاری محوری ضروری است، چون بار خارج از مرکز، یک بار محوری و لنگرهای خمشی در دو جهت متعامد ایجاد می کند. پوشش ستون با frp در سال های اخیر به طور وسیعی برای نشان دادن مسئله ی بهبود لرزه ای و بهسازی ستون های بتن مسلح موجود بررسی شده است. مقاوم سازی ستون توخالی بتن مسلح با پوشش frp یک حالت محصور شدگی برای بتن فراهم می کند که نیاز به تعریف اثر پوشش frp بر مقاومت و شکل پذیری ستون توخالی بتنی را ایجاب می کند. در این مطالعه از نتایج آزمایشات انجام شده که در آن ستون بتنی مسلح توخالی تحت بار محوری، بار خارج از مرکز و لنگر خمشی قرار گرفته اند برای مشاهده ی تأثیر پوشش frpاستفاده شده است. همه ستون ها با فولاد مسلح شده اند. ستون ها بدون پوشش خارجی و با پوشش پیرامونی frp بررسی و تحلیل شده، نمودار اندرکنش هر گروه با استفاده از نتایج به دست آمده از تحلیل و آزمایش مقایسه شده است. بعد از حصول اطمینان از درستی نتایج تحلیل ها مدل انتخابی با یک، سه، پنچ، هفت و نه لایه از الیاف کامپوزیتی frp مقاوم شده و تأثیر تعداد لایه های frp در افزایش مقاومت بررسی گردیده است. نتایج تحلیل نشان داد افزایش لایه های frp تا اندازه ای در افزایش مقاومت موثر است، اما افزایش لایه ها به بیش از پنج لایه مقرون به صرفه نیست. سه لایه مقاومت محوری ستون ها را بین 30% تا 40% افزایش می دهد، اما در خمش خالص این مقدار به 50% هم می رسد. افزایش مقاومت با هفت و نه لایه حدود 5% بیشتر از پنج لایه است. از طرفی چون بررسی ستون های توخالی مورد نظر این مطالعه است، نوع سوراخ مناسب برای ستون دایره ای و مربعی با تغییر ابعاد و شکل سوراخ بررسی شد. تحلیل ستون ها نشان داد افزایش ابعاد سوراخ باعث کاهش مقاومت نهایی آن ها می شود. در پایان برای رسیدن به یک مقطع بهینه ستون دایره ای و مربعی که هرکدام سوراخ های مربعی و دایره ای دارند از لحاظ مقاومتی مقایسه شدند. در این مقایسه ستون هایی که سوراخ دایره ای دارند عملکرد بهتری داشتند.