بررسی عددی تأثیر ایجاد پیش‌تنیدگی در لمینت CFRP بر عملکرد خمشی تیر بتنی مسلح

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی مقطع دکتری،گروه مهندسی عمران، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران

2 استادیار،گروه مهندسی عمران، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران

چکیده

ساخت ساختمان‌ها با بتن مسلح به‌ عنوان یکی از رایج‌ترین و پرکاربردترین روش‌های ساخت‌وساز در جهان شناخته شده و سالانه تعداد زیادی از ساختمان‌ها و دیگر سازه‌ها با استفاده از این مصالح بنا می‌شوند. پیشرفت علم مهندسی و استفاده از مصالح جدید سبب ارتقاء کیفیت ساخت‌ و ساز و ارتقاء این صنعت شده است. استفاده از مصالحی مانند FRP و یا سیستم‌های پیش‌تنیده و پس‌کشیده با توجه به عملکرد مناسب این مصالح در زلزله‌های گذشته و تحقیقات انجام شده، مورد توجه بسیاری از مهندسان قرار گرفته است. در تحقیق پیشرو با استفاده از نرم ‌افزار ABAQUS  به بررسی تأثیر تقویت خمشی تیر بتن آرمه با استفاده از ورق CFRP پیش تنیده به ‌عنوان روشی جدید و پرکاربرد در تقویت و بهبود عملکرد تیر بتنی پرداخته شده است. درصدهای متفاوت نیروی پیش تنیدگی با توجه به ظرفیت کششی ورق CFRP به عنوان پارامتر مؤثر در مقاومت نهایی، در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که استفاده از پیش‌تنیدگی در ورق CFRP به دلیل ظرفیت کششی بالای آن‌ می‌تواند تأثیر بسزایی بر افزایش سختی و مقاومت نهایی تیرهای بتن آرمه داشته باشد. تحلیل‌های انجام شده در این زمینه با در نظر گرفتن مسائل و امکانات اجرایی بیان گر آن است که میزان نیروی پیش تنیدگی نباید بیش از 30 درصد مقاومت کششی ورق باشد که از مواردی است که محققان در تحقیقات اخیر به آن اشاره نموده‌اند. همچنین پیش تنیدگی در ورق ها سبب تغییر الگوی ترک خوردگی در ناحیه بحرانی تیر می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of CFRP Aminate Post Tensioning Effect on RC Beam Performance and Flexural Capacity

نویسندگان [English]

  • Alireza Mirzaee 1
  • Ashkan Torabi 2
  • Arash Totonchi 2
1 PhD Student, Department of Civil Engineering, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, Iran
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, Iran
چکیده [English]

Construction of reinforced concrete buildings is known as one of the most common and widely used construction methods in the world and a large number of buildings and other structures are built applying these materials every year. Advances in engineering sciences and the utility of new materials have improved the quality of construction and industry. The utilization of materials such as FRP or prestressed and post-tensioned systems has been considered by many engineers due to researches performed and their proper performance during past earthquakes.  In the present research, using ABAQUS software, the effect of flexural reinforcement of reinforced concrete beams using prestressed CFRP laminate (Carbon fiber reinforced polymers) has been investigated as a new and widely used method in strengthening and improving the performance of concrete beams. Different percentages of prestressing force according to the tensile capacity of CFRP laminate as an effective parameter in the final strength, have been investigated in this study. The results exhibit that the use of prestressing in CFRP laminate owing to its high tensile capacity and intrinsic performance can have a significant effect on increasing the stiffness and final strength of reinforced concrete beams. Analyses in this field indicate that the amount of prestressing force should not be more than 30% of the tensile strength of the- laminate, which is one of the cases mentioned by recent researches. Prestressing in the laminates also changes the cracking pattern in the critical area of ​​the reinforced concrete beams.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CFRP Laminate
  • RC beam
  • Abaqus Software
  • Prestressing
  • Tensile Capacity
  • Retrofitting