تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 741 |
تعداد مقالات | 7,018 |
تعداد مشاهده مقاله | 10,037,492 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,759,562 |
بررسی آزمایشگاهی و عددی مقاومسازی تیرهای بتن مسلح با استفاده از پاشش پلیمرهای مسلح به الیاف شیشه (SGFRP) | ||
تحقیقات بتن | ||
مقاله 1، دوره 17، شماره 1 - شماره پیاپی 45، فروردین 1403، صفحه 5-19 اصل مقاله (2.55 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/jcr.2024.26007.1634 | ||
نویسندگان | ||
علی عباس زاده حسنلوئی1؛ کیان آغنی1؛ حسن افشین* 2 | ||
1دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی سهند | ||
2دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند | ||
چکیده | ||
امروزه، مقاومسازی اعضای بتنی یکی از نیازهای اصلی ساخت و ساز میباشد. این مهم باعث شده است تا ارایه روشهای نوین مقاوم-سازی به منظور کاهش هزینهها از اهمیت ویژه برخوردار باشد. روش مقاومسازی اعضای بتنی با استفاده از پاشش پلیمرهای مسلح به الیاف شیشه (SGFRP) با هدف افزایش سرعت عمل، توجیه اقتصادی و زمانی یکی از روشهای نوین مقاومسازی در زمینه بهسازی با FRPها می-باشد. هدف این پژوهش ارزیابی تاثیر روش مذکور در رفتار خمشی و برشی تیرهای بتنی میباشد. دراین تحقیق 9 نمونه تیر بتنی شامل نمونههای کنترلی، نمونههای با ضعف برشی و نمونههای با ضعف خمشی ساخته شده و با استفاده از روش SGFRP به صورت سه و پنج لایه مقاومسازی شدهاند. سپس نمونهها تحت بارگذاری سهنقطهای تا لحظه شکست قرار گرفتهاند. نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که روش مقاومسازی SGFRP باعث افزایش محسوس ظرفیت باربری و جذب انرژی تیرها شده و بخوبی میتواند در مقاومسازی تیرهای بتنی مورد استفاده قرار گیرد. در حالت کلی، مقاومسازی به روش SGFRP با پنج لایه نتایج مطلوبتری نسبت به حالت سه لایه داشته است. در مقاومسازی پنج لایه، ظرفیت باربری در تیرهای دارای ضعف خمشی، ضعف برشی و بدون ضعف به ترتیب 82 ، 53، 48 درصد افزایش داشته است. به علاوه. افزایش محسوس جذب انرژی برای تیرهای مقاومسازی مشاهده شد. همچنین، یک روش عددی در نرمافزار المان محدود ABAQUS برای مدلسازی روش مقاومسازی SGFRP مذکور با استفاده از کدنویسی UMAT ارائه شده و نتایج حاکی از دقت مناسب روش عددی مذکور میباشد. | ||
کلیدواژهها | ||
مقاومسازی؛ تیرهای بتنی؛ SGFRP؛ ABAQUS؛ روش نوین | ||
مراجع | ||
[1] Shahawy M. A, Arockiasamy M, Beitelmant T, Sowrirajan R, “Reinforced concrete rectangular beams strengthened with CFRP laminates”, Compos Part B:Eng, 225–233, 1995.
[2] Kachlakev D, McCurry D. D, “Behavior of full-scale reinforced concrete beams retrofitted for shear and flexural with FRP laminates”, Compos Part B:Eng, 31, 445–452, 2000.
[3] Sim J, Park C, Moon D. Y, “Characteristics of basalt fiber as a strengthening material for concrete structures”, Compos Part B:Eng, 27, 504–512, 2005.
[4] Elbana A, Junaid M. T, “Determination of flexural capacity for GFRP-reinforced concrete beams retrofitted using external CFRP sheet”, Structures, 27, 2020.
[5] Manibalan P, Kesavan S, Abirami G, Baskar R, “Fatigue response of RC beam strengthened by BFRP laminate”, Case Stud. Constr. Mater., 18:e01707, 2023.
[6] Aghani K, Afshin H, Abedi K, “Finite element-based prediction of the long-term deflection of reinforced concrete beams strengthened with prestressed fiber-reinforced polymers”, Structures, 43, 358–373, 2022.
[7] Obaidat Y. T, Heyden S, Dahlblom O, Abu-Farsakh G, Abdel-Jawad Y, “Retrofitting of reinforced concrete beams using composite laminates”, Constr. Build. Mater. 25, 591–597, 2011.
[8] Boyd A. J, Liang N, Green P. S, Lammert K, “Sprayed FRP repair of simulated impact in prestressed concrete girders”, Constr. Build. Mater., 22, 411–416, 2008.
[9] Lee H. K, Hausmann L. R, “Structural repair and strengthening of damaged RC beams with sprayed FRP”, Compos. Struct., 63, 201–209, 2004.
[10] Banthia N, Boyd A. J, “Sprayed fibre-reinforced polymers for repairs”, Can. J. Civ. Eng., 27, 907–915, 2000.
[11] Ross S, Boyd A, Johnson M, Sexsmith R, Banthia N, “Potential Retrofit Methods for Concrete Channel Beam Bridges Using Glass Fiber Reinforced Polymer”, J. Bridg. Eng., 9, 66–74, 2004.
[12] Yang Z, Liu Y, Li J, “Study of Seismic Behavior of RC Beam-Column Joints Strengthened by Sprayed FRP”, Adv. Mater. Sci. Eng., 2018.
[13] Getahune M. B, Gu Q, Li B, Sun C. F, “Experimental study on earthquake-damaged RC frame columns repaired with sprayed basalt FRP”, Adv. Mater. Res., 1438–1444, 2014.
[14] Hussain Q, Pimanmas A, “Shear strengthening of RC deep beams with openings using Sprayed Glass Fiber Reinforced Polymer Composites (SGFRP) : Part 1. Experimental study”, KSCE J. Civ. Eng., 19, 2121–2133, 2015.
[15] Ha S. K, Na S, Lee H. K, “Bond characteristics of sprayed FRP composites bonded to concrete substrate considering various concrete surface conditions”, Compos. Struct. 100, 270–279, 2013.
[16] Yang Z, Li J, “Double shear test on bonding mechanical properties of sprayed FRP and concrete substrate”, Compos. Part B:Eng, 162, 388–396, 2019.
[17] Lee H. K, Avila G, Montanez C, “Numerical study on retrofit and strengthening performance of sprayed fiber reinforced polymer”, Eng. Struct., 27, 1476–1487, 2005.
[18] Lee H. K, Hausmann R. L, Seaman W. C, “Effectiveness of retrofitting damaged concrete beams with sprayed fiber-reinforced polymer coating”, J. Reinf. Plast. Compos., 27, 1269–1286, 2008.
[19] Parghi A, Alam M. S, “A review on the application of sprayed-FRP composites for strengthening of concrete and masonry structures in the construction sector”, Compos. Struct., 187, 518–534, 2018.
[20] Poliotti M, Bairán J. M, "A new concrete plastic-damage model with an evolutive dilatancy parameter", Eng. Struct.189, 541–549, 2019.
[21] Wosatko A, Winnicki A, Polak M. A, Pamin J. "Role of dilatancy angle in plasticity-based models of concrete", Arch. Civ. Mech. Eng., 19, 1268–1283, 2019.
[22] Lee J, Fenves G. L, "Return-mapping algorithm for plastic-damage models: 3-D and plane stress formulation" Int. J. Numer. Methods. Eng., 50, 487–506, 2001.
[23] Oller S, Oliver J, Lubliner J, Oñate E. "Un modelo constitutivo de daño plástico para materiales friccionales Parte - I: Variables fundamentales funciones de fluencia y potencial", Rev. Int. Métodos. Numéricos Para. Cálculo y Diseño En. Ing., 4, 433–461, 1988.
[24] Papanikolaou V. K, Kappos A. J, “Confinement-sensitive plasticity constitutive model for concrete in triaxial compression”, Int. J. Solids. Struct., 44, 7021–7048, 2007.
[25] Saenz L, “Discussion of “Equation for stress-strain curve of concrete” by Desayi P. Krishnan S”, ACI J., 61, 1229–1235, 1964.
[26] Model Code 2010, “fédération internationale du béton (FIB)”, 2010.
[27] Bakis C. E, Nanni A, Terosky J. A, Koehler S.W, “Self-monitoring, pseudo-ductile, hybrid FRP reinforcement rods for concrete applications”, Compos. Sci. Technol., 61, 815–823, 2001.
[28] Fariborz S. J, Harlow D. G, “The Tensile Behavior of Intraply Hybrid Composites II: Micromechanical Model”, J. Compos. Mater., 21, 856–875, 1987.
[29] Wang X, Zhou C, “Numerical investigation for the flexural strengthening of reinforced concrete beams with external prestressed HFRP sheets”, Constr. Build. Mater., 189, 804–815, 2018.
[30] Padgett W. J, Durham S. D, Mason A. M, “Weibull Analysis of the Strength of Carbon Fibers Using Linear and Power Law Models for the Length Effect”, J. Compos. Mater., 29, 1873–1884, 1995.
[31] Landis C. M, Beyerlein I. J, McMeeking R. M, “Micromechanical simulation of the failure of fiber reinforced composites”, J. Mech. Phys. Solids., 48, 621–648, 2000.
[32] Weibull W. "A statistical distribution function of wide applicability", J. Appl. Mech. 1951.
[33] ACI 440.2R-17, "Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures", 2017.
[34] Tsai S. W, Wu E. M. A, “General Theory of Strength for Anistropic Materials”, J. Comp. Mat., 5(1), 1972.
[35] SIMULIA, “Abaqus Analysis User’s Manual, version 2016”, The Dassault Systemes, Realistic Simulation, USA, 2015.
[36] Lu X. Z, Teng J. G, Ye L. P, Jiang J. J, “Bond-slip models for FRP sheets/plates bonded to concrete”, Eng. Struct. 27, 920–937, 2005. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 203 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 135 |