تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 748 |
تعداد مقالات | 7,112 |
تعداد مشاهده مقاله | 10,247,506 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,900,712 |
بررسی رفتار خمشی و شکلپذیری تیرپلهای بتنی T شکل مقاومسازی شده با CFRP پیشتنیده | ||
تحقیقات بتن | ||
مقاله 3، دوره 17، شماره 2 - شماره پیاپی 46، تیر 1403، صفحه 31-49 اصل مقاله (2.48 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/jcr.2024.26364.1642 | ||
نویسندگان | ||
کیان آغنی1؛ حسن افشین* 2؛ کریم عابدی3 | ||
1دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی سهند | ||
2گروه مهندسی عمران دانشگاه صنعتی سهند | ||
3استاد تمام دانشکده عمران دانشگاه صنعتی سهند | ||
چکیده | ||
یکی از روشهای موثر در مقاومسازی اعضای بتنآرمه، استفاده از کامپوزیتهای CFRP میباشد. با وجود اینکه این روش دارای مزایای بسیاری میباشد، نتایج آزمایشات نشان دادهاند که CFRPها از 30% الی 40% ظرفیت خود در حین مقاومسازی تیرها و دالهای بتنی استفاده کرده و پیش از رسیدن به حداکثر ظرفیت خود دچار پدیده جداشدگی (Debonding) میشوند. بدین دلیل ایجاد پیشتنیدگی در CFRP از راهکارهای مناسب جهت استفاده حداکثری از ظرفیت آنها و نیز به تاخیر انداختن پدیده جداشدگی هنگام مقاومسازی میباشد. هدف تحقیق حاضر بررسی تاثیر این روش مقاومسازی در رفتار خمشی و شکلپذیری تیرپلهای بتنآرمه میباشد. در این تحقیق 8 نمونه تیر T شکل بتنی مقیاس شده به ابعاد (mm 3000×300×250) در چهار سری، نمونههای کنترلی، نمونههای مقاومسازی شده با CFRP، نمونههای مقاومسازی شده با CFRP پیشتنیده به میزان 20% و 35%، ساخته شدهاند. به منظور ایجاد پیشتنیدگی در CFRPها، از یک چینش مکانیکی نوین استفاده شده است. در ادامه، نمونهها تحت بارگذاری خمشی چهار نقطهای فزاینده قرار گرفته و رفتار آنها بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که ایجاد پیشتنیدگی در کامپوزیت باعث افزایش محسوس ظرفیت باربری و نیز بهبود مکانیزم شکست نسبت به حالت مقاومسازی شده با CFRP بدون پیشتنیدگی شده است. همچنین نتایج نشان میدهند که کاهش شکلپذیری تیرها با افزایش میزان پیشتنیدگی کامپوزیت تا 35%، نسبت به حالت بدون پیشتنیدگی، کمتر از 10% میباشد. به علاوه، یک روش عددی جهت شبیهسازی مناسب رفتار تیرهای بتنی مقاومسازی شده با CFRP پیشتنیده با استفاده از کدنویسی سابروتینها در نرمافزار ABAQUS ارائه شده است. | ||
کلیدواژهها | ||
مقاومسازی؛ تیرهای بتنی؛ کامپوزیت CFRP؛ پیشتنیده؛ ABAQUS | ||
مراجع | ||
[1] Sanginabadi K, Yazdani A, Mostofinejad D, Czaderski C. "Bond behavior of FRP composites attached to concrete using EBROG method: A state-of-the-art review". Compos. Struct., 299,116060,2022.
[2] Mostofinejad D, Shameli SM. "Externally bonded reinforcement in grooves (EBRIG) technique to postpone debonding of FRP sheets in strengthened concrete beams". Constr. Build. Mater., 38,751–8,2013.
[3] Kachlakev D, McCurry DD. "Behavior of full-scale reinforced concrete beams retrofitted for shear and flexural with FRP laminates". Compos. Part B Eng., 31,445–52,2000.
[4] Obaidat YT, Heyden S, Dahlblom O, Abu-Farsakh G, Abdel-Jawad Y. "Retrofitting of reinforced concrete beams using composite laminates". Constr. Build. Mater., 25,591–7,2011.
[5] Ashour A., El-Refaie S., Garrity S. "Flexural strengthening of RC continuous beams using CFRP laminates". Cem. Concr. Compos., 26,765–75,2004.
[6] Esfahani MR, Kianoush MR, Tajari AR. "Flexural behaviour of reinforced concrete beams strengthened by CFRP sheets". Eng. Struct., 29,2428–44,2007.
[7] Sokairge H, Elgabbas F, Rashad A, Elshafie H. "Long-term creep behavior of basalt fiber reinforced polymer bars". Constr. Build. Mater., 260,120437,2020.
[8] Aram MR, Czaderski C, Motavalli M. "Debonding failure modes of flexural FRP-strengthened RC beams". Compos. Part B Eng., 39,826–41,2008.
[9] Gao P, Gu X, Mosallam AS. "Flexural behavior of preloaded reinforced concrete beams strengthened by prestressed CFRP laminates". Compos. Struct., 157,33–50,2016.
[10] Yang DS, Park SK, Neale KW. "Flexural behaviour of reinforced concrete beams strengthened with prestressed carbon composites". Compos. Struct., 88,497–508,2009.
[11] Aslam M, Shafigh P, Jumaat MZ, Shah SNR. "Strengthening of RC beams using prestressed fiber reinforced polymers - A review". Constr. Build. Mater., 82,235–56,2015.
[12] El-Hacha R, Wight R, Green M. "Prestressed fibre-reinforced polymer laminates for strengthening structures". Prog. Struct. Eng. Mater., 3,111–21,2001.
[13] Kim YJ, Gordon Wight R, Green MF. "Flexural Strengthening of RC Beams with Prestressed CFRP Sheets: Using Nonmetallic Anchor Systems". J. Compos. Constr., 12,44–52,2008.
[14] ACI committee 440. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. American Concrete Institute; 2017.
[15] Poudel P, Belarbi A, Dawood M, Gencturk B, Acun B. "Prestressing bridge girders with carbon fiber–reinforced polymer: State of knowledge and research needs". Adv. Struct. Eng., 21,598–612,2018.
[16] Woo SK, Nam JW, Kim JHJ, Han SH, Byun KJ. "Suggestion of flexural capacity evaluation and prediction of prestressed CFRP strengthened design". Eng. Struct., 30,3751–63,2008.
[17] Hong S, Park SK. "Effect of prestress levels on flexural and debonding behavior of reinforced concrete beams strengthened with prestressed carbon fiber reinforced polymer plates". J. Compos. Mater., 47,2097–111,2013.
[18] Abdulhameed SS, Wu E, Ji B. "Mechanical Prestressing System for Strengthening Reinforced Concrete Members with Prestressed Carbon-Fiber-Reinforced Polymer Sheets". J. Perform. Constr. Facil., 29,1–9,2015.
[19] Havez AA, Al-Mayah A. "Flexural Strengthening of Concrete Structures Using Externally Bonded and Unbonded Prestressed CFRP Laminates—A Literature Review". J. Compos. Constr., 27,2023.
[20] Wang W, Dai J, Zhang L. "Experimental study and analytical modeling of prestress losses of reinforced concrete beams strengthened with post-tensioned CFRP sheets". Tumu Gongcheng Xuebao/China Civ. Eng. J., 45,88–94,2012.
[21] You YC, Choi KS, Kim J. "An experimental investigation on flexural behavior of RC beams strengthened with prestressed CFRP strips using a durable anchorage system". Compos. Part B Eng., 43,3026–36,2012.
[22] Pellegrino C, Modena C. "Flexural strengthening of real-scale RC and PRC beams with end-anchored pretensioned FRP laminates". ACI Struct. J., 106,319–28,2009.
[23] Wang J, Jia Y, Zhang G, Han J, Liu J. "Experimental study on prestressed concrete hollow slabs in service strengthened with prestressed CFRP plates". Int. J. Struct. Integr., 9,587–602,2018.
[24] El-Hacha R, Wight RG, Green MF. "Innovative system for prestressing fiber-reinforced polymer sheets". ACI Struct. J., 100,305–13,2003.
[25] Kim YJ, Hyun SW, Kang JY, Park JS. "Anchorage configuration for post-tensioned NSM CFRP upgrading constructed bridge girders". Eng. Struct., 79,256–66,2014.
[26] Rezazadeh M, Costa I, Barros J. "Influence of prestress level on NSM CFRP laminates for the flexural strengthening of RC beams". Compos. Struct., 116,489–500,2014.
[27] Wang X, Zhou C. "Numerical investigation for the flexural strengthening of reinforced concrete beams with external prestressed HFRP sheets". Constr. Build. Mater., 189,804–15,2018.
[28] 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, 43,358–73,2022.
[29] AASHTO LRFD Bridge Design Specifications. American Association of State Highway and Transportation Officials; 2012.
[30] ACI 209R: Prediction of Creep, Shrinkage and Temperature Effects in Concrete Structures. American Concrete Institude; 2008.
[31] Al Chami G, Thériault M, Neale KW. "Creep behaviour of CFRP-strengthened reinforced concrete beams". Constr. Build. Mater., 23,1640–52,2009.
[32] Papanikolaou VK, Kappos AJ. "Confinement-sensitive plasticity constitutive model for concrete in triaxial compression". Int. J. Solids Struct., 44,7021–48,2007.
[33] SIMULIA, Abaqus Analysis User’s Manual, version 2016. The Dassault Systemes, Realistic Simulation, USA; 2015.
[34] Saenz L. "Discussion of “Equation for stress-strain curve of concrete” by Desayi P. Krishnan S.". ACI J., 61,1229–35,1964.
[35] Model Code 2010. fédération internationale du béton (FIB); 2010.
[36] ACI 440.2R-17: Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. 2017.
[37] Hashin Z. "Failure Criteria for Unidirectional Fiber Composites". J. Appl. Mech., 47,329–34,1980.
[38] Lu XZ, Teng JG, Ye LP, Jiang JJ. "Bond-slip models for FRP sheets/plates bonded to concrete". Eng. Struct., 27,920–37,2005.
[39] Garden HN, Hollaway LC, Thorne AM. "The strengthening and deformation behaviour of reinforced concrete beams upgraded using prestressed composite plates". Mater. Struct. Constr., 31,247–58,1998.
[40] Zhang Y, Li D. "Seismic behavior and design of repairable precast RC beam–concrete-filled square steel tube column joints with energy-dissipating bolts". J. Build. Eng., 44,103419,2021.
[41] Aykac B, Aykac S, Kalkan I, Dundar B, Can H. "Flexural behavior and strength of reinforced concrete beams with multiple transverse openings". ACI Struct. J., 111,267–77,2014.
[42] Arslan MH, Yazman Ş, Hamad AA, Aksoylu C, Özkılıç YO, Gemi L. "Shear strengthening of reinforced concrete T-beams with anchored and non-anchored CFRP fabrics". Structures, 39,527–42,2022. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 182 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 97 |