بررسی آزمایشگاهی اثر محصورشدگی ترکیبی نمونه‌های استوانه‌ای بتنی با استفاده از ورق های gfrp و دورپیچ sma روی ظرفیت نهایی

بتن غیرمسلح تحت ‌اثر تنش‌های فشاری تک‌محوری به عنوان یک ماده‌ی ترد شناخته می‌شود. برای به تاخیر انداختن گسیختگی بتن و بهبود شکل‌پذیری آن، از محصورشدگی جانبی استفاده می‌شود. فشار محصورشدگی می‌تواند به صورت غیرفعال و فعال به بتن اعمال شود. محصورشدگی غیرفعال توسط میلگردهای عرضی داخلی (مانند دورپیچ‌ها، خاموت‌ها، تنگ‌های بسته)، دورپیچ فولادی خارجی، ژاکت‌های فولادی یا ژاکت‌های frp به سازه‌های بتنی اعمال می‌شود. محصورشدگی فعال، عضو‌ بتن مسلح را قبل از اعمال بارگذاری در جهات عرضی پیش‌تنیده می‌کند. اخیراً برخی محققان به منظور استفاده از تاثیرگذاری محصورشدگی فعال، استفاده از مصالح هوشمندی به نام آلیاژهای حافظه‌دار شکلی (sma) را آغاز کرده‌اند. محصورشدگی هیبریدی نیز به عنوان ترکیبی از محصورشدگی غیرفعال (اعمال شده توسط ورق‌های frp) و محصورشدگی فعال (اعمال شده توسط دورپیچ sma) مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش آزمایشگاهی، تاثیر روش اعمال فشار محصورشدگی (محصورشدگی غیرفعال با gfrp، محصورشدگی فعال با sma و محصورشدگی هیبریدی)، بر رفتار بتن محصورشده مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای بررسی تاثیر این پارامتر بر رفتار استوانه‌های بتنی محصورشده، چهار نمونه‌ی استوانه‌ای با ابعاد 300*150 میلی‌متر ساخته شده و تحت اثر بارگذاری محوری فشاری تک‌محوری فاقد خروج از مرکزیت قرار می‌گیرد. بررسی نتایج نشان می‌دهد استفاده از دورپیچ sma در محصورشدگی فعال و هیبریدی مقاومت حداکثر نمونه‌های محصورشده را نسبت به نمونه‌ی فاقد محصورشدگی به ترتیب 27 و 19درصد بهبود می‌بخشد. هم‌چنین استفاده از محصورشدگی فعال و هیبریدی کرنش نهایی نمونه‌های محصورشده را نسبت به نمونه‌ی محصورنشده به ترتیب 17 و 19/5 برابر افزایش می‌دهد، بنابراین محصورشدگی فعال و هیبریدی تاثیر چشم‌گیری در بهبود کرنش نهایی نمونه‌های محصورشده دارند.

enhancing ultimate capacity: experimental study on confinement effects of cylindrical concrete specimens using gfrp sheets and sma helical wraps

unreinforced concrete under uniaxial compressive stresses is recognized as a brittle material. to delay concrete spalling and improve its ductility, lateral confinement is commonly employed. confinement pressure can be applied to concrete in both passive and active forms. passive confinement is achieved through internal transverse reinforcements (such as stirrups, hoops, closed ties), external steel helical wraps, steel jackets, or frp jackets. active confinement pre-stresses the reinforced concrete member in the transverse directions prior to loading. recently, researchers have explored the use of smart materials, specifically shape memory alloys (smas), to exploit the effects of active confinement. hybrid confinement, combining passive confinement (imposed by frp sheets) and active confinement (imposed by sma helical wraps), has also been investigated. in this experimental study, the influence of different confinement methods (passive confinement with gfrp, active confinement with sma, and hybrid confinement) on the behavior of confined concrete is examined. four cylindrical specimens with dimensions of 305*152 mm were constructed in the laboratory of the ferdowsi university of mashhad. these specimens were subjected to uniaxial one-sided compressive loading without axial restraint. the results indicate that the use of sma helical wraps in active confinement and hybrid confinement not only enhances the maximum resistance developed in the specimens but also has a significant effect on improving the ultimate strain in specimens with active and hybrid confinement compared to those without confinement and those confined passively.