بخشی از مقاله
چکیده
بر اساس تحقیقات به عمل امده، افزایش ارماتورهاي برشی بیش از یک مقدار مشخص نمیتواند باعث افزایش ظرفیت برشی ومقاومت نهایی تیر عمیق شود، از طرف دیگر تقویت خارجی جان تیر عمیق نیز به منظور افزایش ظرفیت برشی به کمک الیاف پلیمري - FRP - مورد بررسی است.
در این مقاله انواع ارایش الیاف پلیمري کربنی بر روي تیر هاي عمیق معمولی مورد توجه قرار گرفته و با بررسی نمونه هاي مختلف ازمایشگاهی وتیرهاي عمیق بتن آرمه که با استفاده از نرم افزار اجزا ءمحدود ABAQUS مدل گردیده در مورد نحوة مقاومسازي آنها بحث شده است.وبا مقایسه نتایج ازمایشگاهی و اجزاي محدود نشان میدهد که استفاده از باندهاي CFRP در جهت عمود بر ترکهاي قطري در شرایطی مناسبتر از استفاده از CFRP قائم میباشد که به جاي استفاده از تعداد CFRP کمتر با عرض زیاد، از باند بیشتر باعرض کمتر استفاده شود.
١- مقدمه
یکی از این اعضاي سازه اي تیرهاي بتنی می باشند که بارهاي وارده را از طریق ستون ها یا به طور مستقیم به شالوده منتقل می کنند .چنانچه به دلایل مختلف نسبت عمق به ارتفاع تیرها بیشتر از معمول شود دیگر داراي رفتار تیرهاي معمولی نمی باشند، اعضایی از این نوع به تیرهاي عمیق مرسومند .
آئین نامه بتن ایران - آبا - از تیر عمیق به عنوان" قطعات خمشی با ارتفاع زیاد "یا "تیر تیغه "ذکر کرده است [1] مثا لهایی از تیرهاي عمیق را می توان در دیوارهاي مخازن و سیلوهاي مستطیلی، دیافراگم هاي کف، دیوارهاي برشی، دال هاي تاشده و هم چنین تیرهاي مورد استفاده درساختمان هاي بلند براي بیشتر کردن فاصله ي ستون ها در یک طبقه خاص، مشاهده نمود.
تیرهاي عمیق به دلایل مختلفی از جمله ضعف در اجرا، تغییر کاربري سازه و افزایش بار، خطاهاي طراحی، خوردگی فولاد و...ممکن است نیاز به تقویت داشته باشند.
روش هاي مختلفی جهت ترمیم و تقویت تیرهاي عمیق وجود دارد که از آن جمله می توان به کم کردن بار و سبک کردن سازه، استفاده از تکنیک پیش تنیدگی خارجی، افزایش سطح مقطع بتن با بتن ریزي مجدد، تزریق مواد پلیمري، استفاده از ورق هاي فولادي و چسباندن آن ها به کنارها و زیر تیر بتنی، استفاده از ورق هاي کامپوزیتی و چسباندن آن ها در کناره هاي تیر و ستون ها و . . . اشاره کرد .
در این میان تکنیک هاي استفاده ازالیاف پلیمري مسلح شده - FRP - به عنوان مسلح کننده خارجی به دلیل خصوصیات منحصر به فرد آن، از جمله مقاومت بالا، سبکی، مقاومت شیمیایی و سهولت اجرا، در مقاوم سازي و احیاء سازه ها اهمیت ویژ هاي پیدا کرد هاند .از طرف دیگر، این تکنیک ها به دلیل اجراي سریع و هزینه هاي کم جذابیت ویژه اي یافته اند.
هدف اصلی این مقاله ارزیابی رفتار تیرهاي عمیق در برش و تأثیر ارایش الیاف پلیمري مرکب در ظرفیت باربري نهایی آ نها میباشد. نتایج حاصل از تحلیل غیرخطی خانم عاشوري [3] و مد لهاي ساخته شده توسط آقاي عرب زاده و میرزایی در آزمایشگاه تربیت مدرس [4] را بررسی کرده و با مقایسه نتایج تحلیلی و ازمایشگاهی بهترین ارایش را براي تقویت تیر بدست می اوریم.
.2 معرفی
.1-2 مشخصات مدل هاي ازمایشگاهی
براي بررسی رفتارتیرهاي عمیق، 10 تیر عمیق دو سر ساده در آزمایشگاه ساخته شده و در سه گروه طبقه بندي شده ا ند .
گروه اول تیرهاي عمیق با دو سفرة آرماتور و با ضخامت10cm، گروه دوم تیرهاي عمیق به ضخامت 10cm و با یک سفرة آرماتور و گروه سوم تیرهاي عمیق با ضخامت 14 cm و دو سفرة آرماتور .دهانه خالص تمامی نمونه ها 80cm و ارتفاع آنها 40cm و به عبارتی نسبت طول به ارتفاع 2 درنظر گرفته شده است . انتخاب این نسبت به دلیل همخوانی با تمامی آیین نامه هاي موجود صورت گرفته است .میزان پوشش بتن در بالا و پایین نمونه ها 4cm میباشد.
آرماتورگذاري نمونه ها بدین صورت میباشد که گروه اول طبق روابط موجود مبحث نهم مقررات ملی[5] براي بار خمشی حدود 300KN طراحی شدهاند و آرماتورهاي برشی جان در چشمه هاي 10CMقرارداده شدهاند .از حذف یک سفره آرماتور از کل آرماتورها ،نمونه هاي گروه دوم ساخته شده اند .دلیل حذف یک سفره از آرماتورها ایجاد نمونه ها با ضعف خمشی است.نمونه هاي گروه دوم داراي جزئیاتی مشابه گروه اول ولی با یک سفره آرماتور کمتر می باشند .
حذف یک سفره آرماتور در این گروه باعث ضعف خمشی وبرشی آن میشود ولی به دلیل ثابت ماندن ضخامت بتن،مقاومت خمشی تیر بیشتر از مقاومت برشی کاهش مییابد .در گروه سوم براي افز ایش پوشش بتن رو ي میلگردها، ضخامت نمونه افز ایش یافته است و آرماتورهاي خمشی آن نیز بر اي بار 550KN طرا حی شده اند .جزئیات آرماتوربندي هریک از گروه ها در شکل - 1 - نشان داده شده است .تمامی ابعاد نشان داده شده بر روي شکل برحسب mm میباشند .بار به صورت تک نقطه اي در وسط تیر و توسط جک 100kn و به صورت استاتیکی و با سرعت بارگذاري 3kN/s به نمونه ها اعمال شده است .از چهار تغییرمکان سنج در تمامی آزمایشها استفاده شده است
شکل 1 جزئیات آرماتورگذاري و تقویتهاي صورت گرفته براي جلوگیري از وقوع خرابی لهیدگی تکیه گاهی
جدول 1 جزئیات نمونه هاي مورد آزمایش
