بررسی تحلیل غیرخطی عملکرد قابهای بتنی تقویت شده در ناحیه اتصال تیر به ستون با ورق های CFRP وGFRP

در کشور لرزه خیزی مانند ایران با آسیب پذیری نسبی بالا در برابر خطر زلزله عملکرد ساختمان های بتنی که تنها براساس بارهای ثقلی طراحی شده اند ضعیف و ناکافی دیده شده است. زلزله های اخیر نشان داده اند، اتصالات بتنی که براساس آیین نامه های قدیمی طراحی و ساخته شده اند ممکن است دچار خرابی های گسترده طی زمین لرزه گردند. اینگونه ساختمانها معمولا برای تحمل تنها بارهای ثقلی طراحی شده اند و فاقد شکل پذیری و مقاومت کافی می باشند که می تواند باعث مکانیزم شکست کلی ساختمان بر اثر بارهای جانبی گردد. اینگونه ساختمانها دارای مقاومت کم در برابر نیروهای جانبی که منجر به تغییر شکل های غیر الاستیک زیاد می شوند خواهند داشت. این رفتار می تواند باعث بوجود آمدن اصل تیر قوی- ستون ضعیف و در نتیجه ایجاد مفاصل پلاستیک در ستون ها گردد که منجر به ایجاد طبقه یا ستون نرم طی زمین لرزه شود. مفهوم ستون قوی - تیر ضعیف یکی از مفاهیم اساسی برای تعریف شکل پذیری در سازه های بتن مسلح می باشد. از نواحی مهم سازه که عملکرد آن بر پایداری سازه در برابر بارهای رفت و برگشتی زلزله اثر گذار است چشمه اتصال می باشد، که در زمان وقوع زلزله می بایست بعد از تیر و ستون دچار تخریب شود به همین دلیل، در بسیاری از آیین نامه ها پیشنهاد شده است که اصل ستون قوی – تیر ضعیف به منظور انتقال مفاصل پلاستیک از بر ستون ها مد نظر قرار گیرد. اگر اتصال بطورصحیحی طراحی نشود، در نتیجه احتمال وقوع مفاصل پلاستیک در ستون ها زیاد می گردد. دراین مقاله قاب های بتنی (۲ و ۴) طبقه با تعداد دهانه های (۳ و ۵) یکبار بدون تقویت و یکبار به صورت تقویت شده با ورق های (CFRP) با ضخامت ۱ میلی متر درنواحی اتصال تیر به ستون (طول بحرانی در تیرها و ستونها ) و همچنین یکبار قاب مسلح شده با ورق (GFRP ۳ mm) در سه دهانه دو طبقه نسبت به همان قاب اما با ورق (CFRP ۳mm) در نواحی مذکور تحت آنالیز استاتیکی غیرخطی در نرم افزار المان محدود Abaqus قرار گرفته اند،. نتایج آنالیز، افرایش شکل پذیری و مقاومت سازه در استفاده از CFRP را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

قاب بتن مسلح ، تحلیل استاتیکی غیر خطی ، شکل پذیری ABAQUS ، GFRP ، CFRP