تست مقاومت فشاری و خمشی نمونه موردی مقاوم سازی شده با FRP

مقاومت فشاری استوانه بتنی محصور شده توسط کامپوزیت CFRP

نتایج یک مطالعه تجربی و تحلیلی بر روی رفتار استوانه های بتنی استاندارد که در سطح خارجی با کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف (CFRP) پیچیده شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. این کار آزمایشگاهی با استفاده از 51 استوانه در ابعاد 150 در 300 میلی متر با استفاده از شن محلی و سیمان پرتلند و با مقاومت بالا (52.5 MPa) انجام شده است. استوانه های بتنی تحت فشار خالص (تراکم محوری) با نسبت های مختلف محصورکنندگی قرار می گیرند. پارامترهای مورد بررسی تعداد لایه های الیاف (CFRP) و جهت الیاف است و حالت های خرابی بتن استوانه ای محصور شده (CFRP) شکست ناشی از پارگی الیاف و خرد شدن بتن را نشان می دهد، مقاومت استوانه های بتنی محصور شده توسط کامپوزیت های (CFRP) را در سه حالت مختلف بررسی می کند. ابتدا رابطه بین تعداد لایه های کامپوزیت و مقاومت استوانه بتنی محصور شده مورد بررسی قرار می گیرد.

نتایج تجربی نشان می دهد که مقاومت استوانه بتنی محصور شده نسبت مستقیم با تعداد لایه های کامپوزیت افزایش می یابد. همچنین جهت الیاف یکی از پارامترهای مهمی است که بر مقاومت و شکل پذیری CFRP تعریف شده تأثیر می گذارد.

مقاوم سازی خمشی تیرهای بتن مسلح با استفاده از لمینیت های CFRP

یک مطالعه تحلیلی در مورد رفتار خمشی تیرهای بتن مسلح مقاوم سازی شده با الیاف پلیمری تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) با اتصال رویس سطح خارجی انجام شده است. مودهای مختلف خرابی این تیرهای مقاوم سازی شده گزارش شده است و این مودهای خرابی عموماً به عنوان خرابی ترد یا شکل پذیری شامل خرد شدن فشاری بتن، از دست دادن پیوستگی یا پارگی الیاف کامپوزیت و تسلیم آرماتور فولادی شناخته می شوند. برای تحلیل، تنش ها و کرنش های تمام اجزای تیر به خصوصیات مصالح از جمله منحنی تنش-کرنش برای بتن ، فولاد و الیاف CFRP مربوط می شود.

فرض شده است که توزیع کرنش در شکل مقطع تیر بتنی سازگار باشد. نیروهای حاصل در سطح مقطع با بارهای اعمال شده برای تعادل ایستا متعادل می شوند. این راه حل تحلیلی از معادلات تعادل و سازگاری کرنش ها بدست آمده است و برای تیرهای بتنی تقویت شده با چند لایه الیاف CFRP قابل استفاده است. همچنین یک روش تحلیلی ساده و مستقیم برای ارزیابی ظرفیت خمشی تیرهای بتنی مقاوم سازی شده با CFRP و پیش بینی حالت خرابی آن ها ایجاد شده است.

نتایج تحلیل ها نشان داد که اگرچه افزودن الیاف CFRP به وجه کششی تیر باعث افزایش مقاومت خمشی می شود، اما باعث کاهش شکل پذیری تیر نیز می شود. مدل سازی پانزده تیر مختلف در یک مطالعه پارامتریک نشان داد که نسبت سطح فولاد، ضخامت CFRP، مقاومت نهایی CFRP و مدول الاستیک به طور قابل توجهی بر سطح مقاوم سازی و شکل پذیری تأثیر می گذارد.