چكيده
در اين مقاله، مطالعه تجربي روي رفتار خستگي و رفتار استاتیک پس از خستگي تير بتني مسلح تقويت شده با ورقه هاي فیبرهای پلیمری تقویت شده کربنی (CFRP) يا شيشه اي (GFRP) كه بصورت عمودي يا مورب در تير قرار مي گيرند ارائه مي شود. كليه تيرهاي مد نظر براي تست خستگي، تحت بار خمشي چهار نقطه اي به مدت يك میليون سيكل و با فركانس 5 هرتز قرار مي گيرند. نتایج نشان می دهند كه مي توان از ورقه هاي FRP براي افزايش قابل توجه مقاومت خستگي تيرهاي تقويت شده استفاده كرد. همچنين، نتايج بدست آمده از تست هاي بارگذاری یکنواخت، پس از اعمال بار خستگی، نشان مي دهند كه ورقه هاي FRP در افزايش قابل توجه استحكام نهايي و داکتیلیته تيرهاي تست شده دخيل هستند. آرایش قطري GFRP نسبت به آرايش عمودي در افزايش استحكام برشي و سفتي تير موثرتر است. در نهايت، از تعداي مدل ممان خمشي براي پيش بيني بارهاي نهايي تيرهاي تست شده استفاده شد كه همبستگي خوبي با نتايج تجربي داشتند.
1- مقدمه
در سال های اخير سازه هاي بتنی مسلح (RC) زيادي از خرابی های مختلف مثل ترک، پوسته پوسته شدن بتن، تغییر مکان زياد و مواردی از اين دست رنج برده اند. اين سازه ها نياز به تقويت دارند تا بتوانند بارهاي طراحي، يا حتي احتمالا بارهای زیادتر را، تحمل كنند يا بتوان ترك هاي فعلي آن ها را اصلاح کرد (3-1). عوامل متعددي منجر به بروز اين بی کیفیتی ها مي شوند مثل پیر شدگی بتن، خوردگي تقويت كننده هاي فولادي، اثرات زيست محيطي مثل آب دريا و ضربه هاي تصادفي به سازه (6-4). بويژه، در اثناي بلاياي طبيعي، مثل زمين لرزه سي چوان در 12 مي سال 2008، سازه هاي بتني زيادي حتي اگر فرونریزند، تا حدودي آسيب می بینند (7). گزينه هاي متعددي برای بهبود يا تعمير اجزاء سازه اي سازه هاي بتنی مسلح فعلي وجود دارد. پر كاربردترين گزينه عبارت است از نصب ورقه هايFRP، و يا فولادی، روي اجزاء آسيب ديده به منظور مهار ترک ها و افرايش ظرفيت تحمل بار، داكتليته و سفتي سازه هاي تقويت شده (8،9).
Abstract
This paper presents experimental research on the fatigue and post-fatigue static behaviour of reinforced concrete beams strengthened with glass or carbon fibre reinforced polymer (FRP) sheets placed either vertically or obliquely. All beams for fatigue tests were subjected to four-point bending for one million cycles with a frequency of 5 Hz. The results show that the FRP sheets can be used to significantly enhance the fatigue resistance of the beams strengthened. Also the results from the post-fatigue monotonous tests indicate that FRP sheets contribute the significant increase of the ultimate strength and ductility of the beams tested. The diagonal GFRP reinforcing arrangement is more effective than the vertical one in enhancing shear strength and stiffness. Finally, some moment deflection models were adapted to predict the ultimate loads of the beams tested, which give very good correlation to the experimental results.
1. Introduction
In recent years, there are many reinforced concrete (RC) structures are suffering from various deteriorations: cracks, concrete spalling, large deflection, etc., which need to be reinforced to support the designed or even resist possible higher loading or to renovate existing cracks [1–3]. These deteriorations are caused by various factors such as aging, corrosion of steel reinforcement, environmental effects such as seawater and accidental impacts on the structure [4–6]. Especially, during the natural disasters such as the earthquake in Sichuan on 12th May, 2008, many concrete structures, if they were not collapsed, were damaged to some extent [7]. There are several options available for retrofitting or repairing structural members of the existing RC structures. The commonly used options are to bond thin steel and/or fibre reinforced polymer (FRP) sheets onto the damaged members to restrain cracks and to increase the load carrying capacity, ductility and stiffness of structures strengthened [8,9].
چكيده
1- مقدمه
2- کارهاي تجربی
2-1 جزئيات تيرهای تست شده، مواد و تركيبات
2-2 طرح استحكام بخشي
2-3 روش تست
3- نتايج و بحث
3-1 مدهای شكست
3-2 بار متناظر با اولين ترك و تغییر مکان تیر
3-3 نتایج آزمون تحت شرایط بار خستگی
3-4 نتایج تست بار نهایی یکنواخت اعمالی پس از سیکل های خستگی
4 برآورد ظرفيت برشي تيرهاي مسلح تست شده
5 جمع بندی
Abstract
1. Introduction
2. Experimental work
2.1. Details of test beams, materials and mix
2.2. The strengthening scheme
2.3. Test procedures
3. Results and discussion
3.1. Failure modes
3.2. First crack load and deflection
3.3. Test results under the fatigue loading
3.4. Test results of the ultimate monotonic loading after fatigue cycles
4. Estimate shear capacities of the reinforced beams tested
5. Conclusions