13979

1242 دكتري

دكتري

سازه

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده عمران

1397

سيزده، [۳۴۵]ص.: مصور، جدول، نمودار

داود مستوفي نژاد

محمدرضا افتخار

مجتبي ازهري، علي خيرالدين، مهران زينليان

1397/07/23

كتابنامه

عمران

مهندسي عمران

ID1242 دكتري

چكيده در سازههاي بتن آرمه ستونها به عنو ن عضاي قائم سازه كه تحت ثر نيروي محوري نيروي برشي و لنگر خمشي به صورت همزمان قر ر ميگيرند ز جمله آسيب پذيرترين عضا محسو ميشوند ستفاده ز نو رهاي عرضي FRP ز جمله ر يجترين روشها جهت تقويت ستونهاي بتن آرمه محسو ميشود ز طرف ديگر در بيشتر مطالعات نجام شده بر روي تقويت سازههاي بتن آرمه با ستفاده ز كامپوزيتهاي FRP ين مو د تحت تنش كششي قر ر گرفته ند ين در حالي ست كه آيين نامههاي مختلف ذعان د رند كه ين كامپوزيتها قادر به تحمل تنشهاي فشاري نيز ميباشند با ين وجود ين آيين نامهها ز باربري فشاري ين كامپوزيتها به دليل كمانش آنها تحت فشار صرف نظر ميكنند بنابر ين جهت ستفاده ز ظرفيت فشاري كامپوزيتهاي FRP لازم ست به نوعي ز كمانش ين كامپوزيتها تحت فشار جلوگيري شود در ين پژوهش تلاش شد كه با ستفاده ز روشهاي شيار زني و همچنين روش بد عي EBRIOG كمانش كامپوزيتهاي فشاري ر به تأخير ند خته و ين كامپوزيتها با تحمل نيروي فشاري موجب فز يش ظرفيت باربري ستونهاي بتن آرمه شوند در ين تحقيق رفتار ستونهاي بتن آرمهي مربعي تقويت شده با ستفاده ز نو رهاي طولي و عرضي FRP تحت ثر بار جانبي سيكلي و همچنين بار محوري سيكلي مورد بررسي قر ر گرفت بر ي ين منظور نمونهها به دو گروه جهت بارگذ ري جانبي سيكلي و همچنين بارگذ ري محوري فشاري سيكلي تقسيم شده كه بر ي دست يابي به هد ف تعيين شده ساخته و آزمايش شدند در گروه ول ستونهاي بتن آرمهي تقويت شده با ستفاده ز كامپوزيتهاي طولي و عرضي FRP تحت ثر بار محوري فشاري سيكلي مورد بررسي قر ر گرفت نمونههاي ين گروه مشتمل بر ۱ نمونهي شاهد ۴ نمونهي محصور شده با ستفاده ز نو رهاي عرضي ۴ FRP نمونهي تقويت شده با ستفاده ز نو رهاي طولي FRP و ۲۱ نمونهي تقويت شده با ستفاده ز نو رهاي طولي و عرضي FRP بودند در ين نمونهها ز روشهاي دورپيچ نو ر گوشه دورپيچ و نو ر گوشه بست بر ي محصور سازي با ستفاده ز كامپوزيتهاي عرضي و همچنين ز روشهاي EBRIG EBROG EBR و EBRIOG به منظور تقويت فشاري با ستفاده ز كامپوزيتهاي طولي ستفاده شد بررسي بر روي نتايج آزمايشگاهي ين گروه ز نمونهها نشان د د كه روش جديد نو ر گوشه بست در محصور سازي بتن بهتر ز دورپيچ عمل كرده و همچنين كمانش كامپوزيتهاي طولي ز سطح بتن توسط روشهاي شيار زني و روش جديد EBRIOG به تأخير فتاد ظرفيت باربري نمونههاي تقويت شدهي ين گروه ز ۴۱ تا ۲۷ و شكل پذيري ز ۳۴ تا ۷۰۲ نسبت به نمونهي شاهد فز يش يافت ميز ن ستهلاك نرژي نمونههاي تقويت شده تا حد ۴۸ نسبت به نمونهي شاهد رشد يافت بهترين نمونه در ين گروه نمونهي تقويت شده با ستفاده ز روشهاي EBRIOG و نو ر گوشه بست بود به نحوي كه ظرفيت باربري شكل پذيري و ستهلاك نرژي در آن به ترتيب ۲۷ ۳۸۱ و ۳۷ نسبت به نمونهي شاهد فز يش پيد كرد در گروه دوم ستونهاي بتني مسلح به ميلگردهاي با مقاومت معمولي 3 A و مقاومت بالا 4 A كه با ستفاده ز نو رهاي طولي و عرضي FRP تقويت شده بودند تحت ثر بار جانبي سيكلي مورد بررسي قر ر گرفتند نمونههاي ين گروه مشتمل بر ۲ نمونهي شاهد ۲ نمونهي شاهد لرزه ي ۵ نمونهي محصور شده با ستفاده ز كامپوزيتهاي عرضي ۳ نمونهي تقويت شده با ستفاده ز كامپوزيتهاي طولي و ۶ نمونهي تقويت شده با ستفاده ز كامپوزيتهاي طولي و عرضي ميباشد روش محصور سازي نمونه روشهاي دورپيچ نو ر گوشه دورپيچ و نو ر گوشه بست روش نصب كامپوزيتهاي طولي بر روي نمونه روشهاي EBROG EBR و EBRIG و نوع ميلگرد مورد ستفاده در نمونه ميلگردهاي 3 A و 4 A ز جمله پار مترهاي مورد بررسي در ين نمونهها بودند بررسي نتايج آزمايشگاهي نمونههاي ين گروه نشان د د كه ستفاده ز روشهاي شيار زني سبب حذف جد شدگي سطحي نو رهاي طولي FRP تحت كشش شده و كمانش كامپوزيتهاي طولي تحت فشار ر تا مر حل نتهايي بارگذ ري به تأخير ند خت به علاوه ستفاده ز روش نو ر گوشه بست به صورت قابل ملاحظه ي شكل پذيري نمونههاي تقويت شده ر فز يش د د ظرفيت باربري نمونههاي تقويت شده در ين گروه ز ۵۱ تا ۹۷ نسبت به نمونهي شاهد فز يش پيد كرد همچنين شكل پذيري و ستهلاك نرژي نمونههاي تقويت شده به ترتيب تا حد ۹۶ و ۱۱۱ نسبت به نمونهي شاهد رشد يافت بهترين نمونه در ين گروه نمونهي تقويت شده با ستفاده ز روشهاي EBRIG و نو ر گوشه بست بود به نحوي كه ظرفيت باربري شكل پذيري و ستهلاك نرژي در آن به ترتيب ۹۷ ۹۶ و ۴۰۱ نسبت به نمونهي شاهد فز يش يافت كلمات كليدي نو رهاي طولي و عرضي FRP ستونهاي بتن آرمه روش نو ر گوشه بست روشهاي شيار زني روش EBRIOG بار محوري فشاري سيكلي بار جانبي سيكلي ميلگردهاي 3 A و 4 A

Behavior of Square Reinforced Concrete Columns Strengthened with Longitudinal and Transverse FRP Sheets under Cyclic Loading Alireza Saljoughian Isfahani a saljoughian@cv iut ac ir September 18 2018 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Isfahan IranDavood Mostofinejad dmostofi@cc iut ac irMohammad Reza Eftekhar eft@cc iut ac irMohammad Navid Moghim moghim@cc iut ac ir Professor Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Assistant Professor Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Department Graduate Program Coordinator Assistant Professor Department of Civil Engineering IsfahanUniversity of Technology 84156 83111 Isfahan Iran AbstractThis study represents the results of an experimental program investigating the behavior of square reinforcedconcrete RC columns strengthened with longitudinal carbon fiber reinforced polymer CFRP sheets undersimulated seismic loading The main challenges to tackle are the premature debonding and the buckling of thelongitudinal FRP strips on the tension and compression sides of the columns respectively To postpone both thethree versions of the grooving method GM i e the externally bonded reinforcement on grooves EBROG the externally bonded reinforcement in grooves EBRIG and the externally bonded reinforcement in on grooves EBRIOG were employed and the results were compared with those obtained under the externally bondedreinforcement EBR method through the conventional surface preparation technique Another aspect of thestudy involves investigating the influence of the recently developed corner strip batten CSB technique onconfining columns In the CSB technique CFRP battens do not undergo any curvature when used for thetransverse strengthening of columns but similar to flat coupons are subjected to tension loads For the purposes of this study eighteen large scale square RC columns strengthened with CFRP sheets weretested under reversal cyclic loading to study their seismic behavior Furthermore twenty one small scale squareRC columns strengthened with CFRP sheets were tested under cyclic axial compression loading The mainexperimental parameters consisted of the method utilized for longitudinal strengthening of the columns themethod employed for confining of the columns and the loading procedure Experimental results revealed thatthe EBRO EBRIG and EBRIOG techniques combined with CSB technique were able to prevent altogether thedebonding and buckling of longitudinal CFRP sheets It was also found that application of CFRP composites viathe combined GM and CSB technique was able to produce a significant enhancement in the seismic capacity ofthe RC columns in terms of their strength ductility dissipated energy stiffness and damping index KeywordsCFRP composite RC column Corner strip batten Grooving method EBRIOG technique Axial cyclic compression loading Lateral cyclic loading IntroductionEarthquakes worldwide have shown the vulnerability of existing reinforced concrete RC columns to seismic loading Poorly reinforced columns are the most critical members in RCstructures as they may fail due to such varied factors as bonding at lap splices shear flexure longitudinal reinforcing bar buckling and compressive crushing of concrete Seismicstrengthening to prevent all these failure mechanisms in columns is an important mission thatmay be successfully accomplished through application of carbon fiber reinforced polymer CFRP sheets Applying externally bonded CFRP composites in the hoop direction is anefficient technique to improve the ductility and load bearing capacity of confined RCcolumns This has been demonstrated by a large number of experimental studies concentrated

داود مستوفي نژاد

محمدرضا افتخار

مجتبي ازهري، علي خيرالدين، مهران زينليان