بررسی رفتار محوری ستون های بتنی چهارگوش تقویت شده با نوارهای frp در گوشه ها و بست های frp در وجوه

تعمیر و تقویت اعضای سازه ای در زمینه های مختلف، به منظور جلوگیری از آسیب های احتمالی امری ضروری است. یکی از روش های رایج برای تقویت خارجی اعضای بتن آرمه از جمله ستون ها، محصورسازی این اعضا توسط کامپوزیت های frp می باشد. بر اساس تحقیقات انجام گرفته در این زمینه، هنگامی که کامپوزیت frp به صورت دورپیچ چسبیده به بتن، برای محصور سازی ستون ها به کار رود، از تمامی ظرفیت کششی آن استفاده نمی شود؛ به طوری که frp در کرنشی بسیار کمتر از مقدار ظرفیت کششی گزارش شده طبق آزمایش نمونه های تخت گسیخته می شود. به علاوه، این پدیده در ستون های با مقطع چهار گوش به علت توزیع غیر یکنواخت فشار محصورکننده روی محیط مقطع و تمرکز تنش در گوشه های آن مورد توجه بیش تری می باشد. تا کنون مطالعات زیادی درجهت بهبود کارایی کامپوزیت در محصور سازی ستون های چهار گوش انجام گرفته است، که در هر یک از آنها سعی شده با کنترل تمرکز تنش در گوشه ها، توزیع یکنواخت تری از تنش های محصور کننده روی محیط ایجاد گردیده و از پارگی frp در نواحی گوشه جلوگیری شود. از این جمله می توان به روش گرد کردن گوشه ها و یا استفاده از نوارهای عمودی frp به عنوان تقویت موضعی در گوشه اشاره نمود. در تحقیق حاضر با توسعه ی روش استفاده از نوارهای frp در گوشه ها، تکنیک جدیدی تحت عنوان استفاده از نوارهای گوشه و بست های frp برای محصور سازی ستون های بتنی چهار گوش، مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش سعی شده که با کاهش انحنای ورقه های frp در حین محصور سازی نمونه و نزدیک نمودن عملکرد آن به نمونه های موجود در آزمایش های تخت، از کارایی کامپوزیت در حد مطلوبی استفاده گردد. به منظور بررسی روش جدید ذکر شده و مقایسه ی آن با سایر روش های محصور سازی موجود، تعداد 25 نمونه ستون بتن آرمه به ارتفاع 500 میلی متر و با دو مقطع مربعی به ابعاد مقطع 133x133 میلی متر و مستطیلی به ابعاد مقطع 160x110 میلی متر، تحت آزمایش فشار تک محوری قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد که استفاده از تکنیک جدید نوار گوشه-بست در محصور سازی ستون، شرایطی را فراهم می سازد که نوارهای بست محصور کننده به صورت کاملاً یکنواخت تحت کشش ناشی از محصور شدگی قرار گیرد؛ بنابر این با ایجاد محصور شدگی یکنواخت در مقطع و همچنین حذف تأثیرات منفی ناشی از تمرکز تنش در گوشه ها، باعث می شود کارایی کامپوزیت محصور کننده به میزان موثری افزایش یابد. در این صورت مقاومت و شکل پذیری نمونه، افزایش قابل ملاحظه ای به ترتیب به میزان 10/3 و 32/3 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده به صورت معمول خواهد داشت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه، تقویت موضعی گوشه های ستون پیش از دورپیچی با نوارهای محصور کننده در روش نوار گوشه-دورپیچ، نیز مانع از پارگی زود هنگام دورپیچ frp در گوشه ها شده و با بهبود کارایی لایه های محصور کننده ی افقی، میزان مقاومت وشکل پذیری نمونه را به مقدار قابل توجه و به ترتیب به میزان 11/6 و 36/8 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده بدون نوار گوشه افزایش می دهد.