بررسی رفتار خمشی و شکل‌پذیری تیرپل‌های بتنی t شکل مقاوم‌سازی شده با cfrp پیش‌تنیده

یکی از روش‌های موثر در مقاوم‌سازی اعضای بتن‌آرمه، استفاده از کامپوزیت‌های cfrp می‌باشد. با وجود اینکه این روش دارای مزایای بسیاری می‌باشد، نتایج آزمایشات نشان داده‌اند که cfrpها از 30% الی 40% ظرفیت خود در حین مقاوم‌سازی تیرها و دال‌های بتنی استفاده کرده و پیش از رسیدن به حداکثر ظرفیت خود دچار پدیده جداشدگی (debonding) می‌شوند. بدین دلیل ایجاد پیش‌تنیدگی در cfrp از راهکارهای مناسب جهت استفاده حداکثری از ظرفیت آن‌ها و نیز به تاخیر انداختن پدیده جداشدگی هنگام مقاوم‌سازی می‌باشد. هدف تحقیق حاضر بررسی تاثیر این روش مقاوم‌سازی در‌ رفتار خمشی و شکل‌پذیری تیرپل‌های بتن‌آرمه می‌باشد. در این تحقیق 8 نمونه تیر t شکل بتنی مقیاس‌ شده به ابعاد (mm 3000×300×250) در چهار سری، نمونه‌های کنترلی، نمونه‌های مقاوم‌سازی شده با cfrp، نمونه‌های مقاوم‌سازی شده با cfrp پیش‌تنیده به میزان 20% و 35%، ساخته شده‌‌اند. به منظور ایجاد پیش‌تنیدگی در cfrpها، از یک چینش مکانیکی نوین استفاده شده است. در ادامه، نمونه‌ها تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه‌ای فزاینده قرار‌ گرفته‌ و رفتار آنها بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که ایجاد پیش‌تنیدگی در کامپوزیت باعث افزایش محسوس ظرفیت باربری و نیز بهبود مکانیزم شکست نسبت به حالت مقاوم‌سازی شده با cfrp بدون پیش‌تنیدگی شده است. همچنین نتایج نشان می‌دهند که کاهش شکل‌پذیری تیرها با افزایش میزان پیش‌تنیدگی کامپوزیت تا 35%، نسبت به حالت بدون پیش‌تنیدگی، کمتر از 10% می‌باشد. به علاوه، یک روش عددی جهت شبیه‌سازی مناسب رفتار تیرهای بتنی مقاوم‌سازی شده با cfrp پیش‌تنیده با استفاده از کدنویسی سابروتین‌ها در نرم‌افزار abaqus ارائه شده است.

investigation on the flexural behavior and ductility of reinforced concrete t-beams strengthened with prestressed cfrp sheets

cfrp composites are considered as the one of the most effective methods in strengthening reinforced concrete (rc) members. although this method has many privileges, the results show that cfrps use only 30% ~ 40% of their capacity during the loading of a retrofitted concrete beam or slab and suffer from debonding before reaching their maximum capacity. to overcome this issue, prestressing the cfrp composite is proposed and utilized. the aim of this research is to investigate the effect of this strengthening method on the flexural behavior and ductility of rc t-beams. in this regard, eight scaled rc t-beams with dimensions (250×300×3000 mm) in four series, control samples, beams strengthened with non-prestressed cfrp, beams strengthened with cfrp prestressed by 20% and 35%, were produced. for cfrp prestressing, an innovative mechanical arrangement was utilized. furthermore, the beams were subjected to a four-point bending test and their behavior was investigated. the results indicate that prestressing the composite has significantly increased the bearing capacity of the strengthened beams and improved their failure mechanism compared those of the strengthened by non-prestressed cfrp. also, the results show that the decrease in beam ductility, when the composite is prestressed by 35%, is less than 10% compared to that of strengthened beam with non-prestressed cfrp. in addition, a numerical method for simulating the behavior of reinforced concrete beams with prestressed cfrp using subroutine coding in abaqus is presented.