مقاوم سازی دال های تخت برای برش منگنه ای با استفاده از میله و شبکه ی frp و frp بادبزنی و مقایسه ی آن با سایر روش ها
Abstract
مطالعه ی آزمایشگاهی و عددی دال های تخت دو طرفه مقاوم سازی شده با تقویت کننده های frp در این رساله ارائه می شود. بیست و دو عدد دال به ضخامت های 85 و 105 و طول وعرض 1200 میلی متر، با نسبت آرماتور و مقاومت فشاری متفاوت جهت آزمایش ساخته شد؛ که در آن سه دال به عنوان کنترلی و بقیه ی دال ها با پیچ و مهره، و نیز با روش های ابتکاری شامل استفاده از میله ی frp، شبکه ی frp و frp باد بزنی و با استفاده از چسب اپوکسی دو جزئی تقویت شدند. جهت تقویت دال ها از آرایش های 8، 16 و 24 تایی در اطراف صفحه ی بارگذاری مربعی با بعد 150 میلی متر استفاده شد. نمونه ها به صورت یکنواخت از طریق یک صفحه ی فولادی در مرکز دال و از طریق یک جک هیدرولیک تا رسیدن به مرحله ی گسیختگی تحت بارگذاری قرار گرفتند. در بارگذاری دال ها مودهای خرابی متفاوتی مشاهده شد؛ برای نمونه ی کنترلی، مود خرابی برش منگنه ای مشاهده شد؛ در حالی که برای نمونه های تقویت شده، مودهای برشی- خمشی و خمشی در حالات مختلف مشاهده شد. در دال های با 8 عدد تقویت کننده، مود گسیختگی برشی؛ و در دال های با 16 و 24 عدد تقویت کننده، مود گسیختگی برشی- خمشی و خمشی مشاهده شد. با تغییر مود خرابی افزایش تغییر شکل از 200% تا 400% و افزایش قابل ملاحظه ی شکل پذیری از 100% تا 300% در دال های تقویت شده مشاهده شد. در دال های تقویت شده افزایش ظرفیت بارپذیری از 15% تا 120% نسبت به دال کنترلی مشاهده گردید. در نهایت نتایج حاصل از تقویت دال ها با روابط پیشنهادی آیین نامه های aci و jsce مقایسه گردید. مطالعه نسبت به دو وضعیت اطراف صفحه بارگذاری و نسبت به محدوده ی گسترش یافته ی برش منگنه ای انجام گرفت. در حالت اول افزایش ظرفیت تا 170% نسبت به آیین نامه ها و در حالت دوم افزایش ظرفیت تا 60% نسبت آیین نامه ها مشاهده شد. اختلاف بالای نتایج حاصل از آزمایش با نتایج آیین نامه ای، نشان از کارآمدی و موثر بودن روش تقویت استفاده شده است. مطالعه ی انجام شده نشان می دهدکه روابط آیین نامه ی aci در این خصوص نسبت به آیین نامه ی jsce محافظه کارارنه است؛ و از جهت دیگر روابط jsce واقع بینانه تر است. در قسمت عددی دو روش تخمینی برای دال های با میله ی frp و شبکه ی frp ارائه شده است. به منظور حصول یک تخمین کارآمد حداقل به دو عامل باید توجه شود؛ اول شکل های گسیختگی حاصل از نتایج آزمایش به منظور تطبیق صحیح یک تئوری شکست، و دوم در نظر گرفتن مدل های گسیختگی محتمل برای دال های تقویت شده. با توجه به مصالح frp استفاده شده برای مقاوم سازی دال، مودهای متفاوتی برای گسیختگی دال در حالت برشی محتمل می باشد؛ اول جدا شدگی میله ی frp به واسطه ی گسیختگی در رزین اپوکسی، و دوم گسیختگی یا پارگی در میله های frp به علت رسیدن به حداکثر ظرفیت میله ی frp است. با توجه به مسائل فوق فرمولاسیون پیشنهادی برای تخمین ظرفیت بار پذیری حداکثر دال-های تقویت شده با میله ی frp و شبکه ی frp ارائه شده است که بار وارد بر دال ها را با حداکثر 15% اختلاف پیش بینی می کند. ساز و کار خرابی در دال های مقاوم سازی شده با میله ی frp و شبکه ی frp در همه ی حالات، گسیختگی چسبندگی است. این گسیختگی در دال های با 8 عدد تقویت کننده ی frp مربوط به ظرفیت پذیری صورت گرفته در تقویت کننده ی frp است؛ و در مورد دال با 24 تقویت کننده frp مربوط به گسیختگی در چسبندگی بین میله و بتن است، که نشان از عدم کفایت قدرت چسب دارد. در مجموع مطالعات تجربی و عددی این رساله نشان داد که روش های ابتکاری به کار گرفته شده شامل استفاده از میله ی frp، شبکه ی frp و frp باد بزنی، روش های موثر و قابل اعتمادی جهت تقویت دال های دو طرفه در مقابل برش منگنه ای می باشند که افزایش قابل توجه در میزان باربری به همراه شکل پذیری مناسب را تامین می کنند.