مطالعه آزمایشگاهی مقاوم سازی برشی تیرهای فولادی با استفاده از نوارهای cfrp

سازه های فولادی یکی از رایج ترین نوع سازه ها هستند. ممکن است که برخی از سازه های فولادی به دلایل مختلف نیاز به مقاوم‌سازی داشته باشند. روشهای مختلفی برای مقاوم سازی این گونه سازه ها وجود دارد. مقاوم سازی سازه های فولادی با استفاده از پلیمرهای مسلح شده به فیبر (frp) در سالهای اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه به بررسی مقاوم سازی برشی تیرهای فولادی با استفاده از پلیمرهای مسلح شده به فیبر کربن (cfrp) با چیدمان های مختلف آنها در یک یا دو طرف جان و با زاویه های متفاوت و تاثیر آنها بر ظرفیت تیر پرداخته می شود. 5 عدد نمونه به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. روش انجام آزمایش، خمش چهار نقطه ای بود. به این صورت که یک بار متمرکز توسط جک هیدرولیکی روی یک تیر واسط قرار گرفته به روی تیر اصلی، بار اعمال نموده و بار توسط تکیه گاههای تیر واسط، به صورت دو بار متمرکز مساوی به تیر اصلی وارد می گردید. دو تکیه گاه ساده نیز در دو سر تیر اصلی وجود داشت. بارگذاری نیز از نوع استاتیکی تدریجی بود. ابعاد تیرها به گونه ای انتخاب شده بود که به صورت برشی عمل کنند. بدین معنی که گسیختگی آنها توسط تنش های برشی اتفاق بیافتد. یک نمونه تیر بدون مقاوم سازی، دو نمونه تیر دارای مقاوم سازی عمودی در ناحیه برشی به صورت یک طرفه و دو طرفه و دو نمونه تیر دارای مقاوم سازی مورب به صورت یک طرفه و دو طرفه بررسی شدند. نتایج این پژوهش نشان دهنده عملکرد مناسب ورق های cfrp در بالا بردن ظرفیت باربری بود. نحوه مقاوم سازی برشی به صورت مورب و در هر دو طرف جان بهترین افزایش ظرفیت را نشان داد.

Experimental study on shear strengthening of steel beams using CFRP strips

Steel structures are one of the most used type of structures. Some of the steel structures may need to be strengthened due to different reasons. There are different methods for strengthening of this kind of structures. In recent years, strengthening of steel structures using Fiber Reinforced Polymers (FRP) has been most interested. This study investigates the shear strengthening of steel beams using one and both sides strengthening of the web by different angles of Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) strips. Five specimens were investigated in laboratory experimentally. The test method was fourpoint bending approach. The load was applied on a connector loading beam by a hydraulic jack, then the load was applied on the main beam through two equal point loads. The beams had two simple supports at the both ends. The loading type was the static gradual loading type. The dimensions of the beams were chosen in the way that beams behave most in shear. This means that beams fail first due to shear stress. One beam was not strengthened, and two beams were strengthened using vertical strips on one or both sides of the web, and two remained beams were upgraded using diagonal strips. Results of this research indicates efficiency of CFRP strips for increasing loadbearing capacity of the beams. Strengthening using diagonal strips on both sides of the web demonstrated the most increment in loadbearing capacity.