بررسي اتصالات تير به ستون بتني كناري تقويت‌ شده به‌وسيله‌ي FRP

چكيده :

يكي ‌از مسائل تعيين‌كننده رفتار سازه‌هاي بتني در مقابل بار زلزله، رفتار اتصال و شكل‌پذيري مناسب آن است. در حقيقت شرط رسيدن به شكل‌پذيري كافي در تيرها و ستون‌ها آن است كه اتصال از مقاومت و شكل‌پذيري كافي در تحمل بارهاي نهايي تير و ستون برخوردار باشد. به‌دليل فرسوده‌شدن سازه‌هاي زير بنايي و همچنين خسارت ناشي از زلزله‌هاي سال‌هاي اخير و بررسي نتايج آزمايشات و تحقيقات انجام‌شده بر روي ساختمان‌هاي خسارت‌ديده از زلزله، مهندسان را به نقش و اهميت اتصالات تير به ستون در ايمني ساختمان‌ها واقف نموده و تأكيد بر تعمير و مقاوم‌سازي سازه‌ها با تكنيك‌هاي تقويت به‌وسيله‌ي مواد مركب FRPبه‌عنوان مسلح كننده خارجي صورت گرفته است. اتصال تير به ستون در سازه‌هاي بتن مسلح جزو اصلي انتقال نيرو است و در مقاومت ساختمان‌هاي بتني در برابر بارهاي زلزله نقش بسيار مهمي بازي مي‌كند به‌طوري كه خرابي اين اتصالات باعث انهدام كل سازه مي‌شود. اتصالات تحت بار لرزه‌اي آسيب‌‌پذيرترين المان سازه‌اي نسبت به ساير اجزاي سازه هستند و نياز به‌دقت و توجه بيشتر و خاصي در طراحي و ساخت دارند تا بتواند قدمي راه‌گشا باشد تا قربانيان ناشي از زلزله را به حداقل رساند. در يك سازه‌ي بتنآرمه انواع گوناگوني از اتصالات مي‌تواند وجود داشته باشد. ميتواند زاويه‌ي اعضاي اتصال نسبت به هم متغير باشد. در قاب‌هاي بتن مسلح مي‌توان اتصالات را به انواع دو عضوي يا گوشه يا سه عضوي يا خارجي و اتصالات چهار عضوي يا مياني تقسيم كرد كه در پاياننامه حاضر سعي شده به اتصالات گوشه پرداخته و رفتار اتصالات بررسي شود. در اين تحقيق رفتار اتصالات بتني كناري به روش اجزاء محدود و با نرم‌افزار ABAQUS مورد تحليل قرارگرفته است. براي اين منظور بيش از 50 مدل اتصال بتن‌‌آرمه با مقطع مستطيلي به ابعاد 150×200 ميليمتر و ارتفاع ستون 1700 ميلي‌متر و تير به طول 1000 ميليمتر با روشهاي مختلف توسط كامپوزيت CFRP و GFRP تقويت نموده و تحت بارگذاري قرار دادند. مدلها شامل هشت بخش است كه هر بخش به ترتيب شامل: تأثير نوع مصالح FRP، محل مناسب براي تقويت با CFRP، طول تقويت CFRP در تير، محلهاي تقويت تير به‌وسيلهي CFRP، تقويت تير و چشمه اتصال، تقويت تير به‌صورت نوارهاي U شكل، تقويت تير به‌صورت نوارهاي L شكل و بررسي آرماتور عرضي چشمه اتصال كه به تأثير آنها بر رفتار اتصال پرداخته‌شده است. نتايج حاصل نشان داد كه استفاده از الياف كربن نسبت به الياف شيشه مشخصات باربري مناسب‌تري دارد و الياف كربن ديرتر دچار پارگي مي‌شوند. همچنين رفتار اتصال از لحاظ شكل‌پذيري و جذب‌‌انرژي ارتباط مستقيمي با نحوه تقويت اجزاي اتصال دارد.