بررسی عددی رفتار تیرهای خمشی بتن مسلح تقویت شده با CFRP به دو روش چسباندن و نزدیک سطحی (NSM)

تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه به دو روش چسباندن ورقهای FRP به سطوح خارجی اعضاء و استفاده از نوارهای FRP به روش Near -Surface-Mounted (NSM) می تواند انجام می شود. تقویت خمشی اعضاء بتن آرمه به روش NSM به عنوان یکی از تکنولوژیهای جدید می تواند جایگزین تقویت خمشی تیرها با ورقه ای FRP که در سطوح خارجی چسبانده شده اند، شود . نظر به اینکه در تقویت با روش NSM نوارهای FRP از سه جهت در بتن محصور می شوند، لذا پیوستگی و مسائل خرابی رایج در سیستم تقویت با ورقه ای FRP که در سطوح خارجی چسبانده شده اند، کاهش یافته و یا حذف می شوند. دراین مقاله، با استفاده از روش های عددی، آیین نامه ای ونتایج آزمایشگاهی، رفتار تیرهای خمشی بتن مسلح تقویت شده با ورق ها و نوارهای FRP مورد بررسی قرار می گیرد. در مدل عددی از مدل آسیب دیدگی پلاستیک بتن برای شیبه سازی رفتار غیر خطی بتن و نرم شوندگی کرنش استفاده می گردد. بدین منظور تعداد 8 تیر بتنی مسلح تقویت شده که به دو روش چسباندن ورق های FRP و NSM قبلا در آزمایشگاه ساخته و آزمایش شده اند به کمک نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS تحلیل و سپس با استفاده از راهنمای طراحی ACI 440-2R-02 ظرفیت نهایی تیرها محاسبه و نتایج با یکدیگر مقایسه شده است . نتایج نشان دهنده افزایش مقاومت تسلیم و نهایی نمونه ها و پیش بینی صحیح مدهای شکست خمشی و میزان مقاومت اسمی، اثر انتقال نیرو بین CFRP ، چسب و بتن اطراف می باشد . همچنین مقایسه ظرفیت نهایی تیرها حاصل از نتایج عددی با روابط پیشنهادی کمیته ACI 440-2R-02 نشان می دهد که ظرفیت نهایی مقاطع تقویت شده در این راهنمای طراحی، بیشتر برای مقاطع با درصد آرمات ورهایی نزدیک به آرماتور ماکزیمم مناسب می باشند.

کلیدواژه ها:

مقاوم سازی خمشی ، تیرهای بتن مسلح ، مدل آسیب دیدگی پلاستیک بتن ، FRP