ارزیابی تجربی صفحات دال شکل بتنی مسلح با خیزران
چکیده
اجزای ساختمانی بتون مسلح عمدتاً تحت بارهای گرانشی ایستا قرار می‌گیرند. آرماتور فولاد معمولی برای ارائه مقاومت کششی اضافی و ظرفیت جذب انرژی برای اجزای بتن استفاده می‌شود. اما M.S. (فولاد نرم) یا میله‌های HYSD (مقاومت بالا دارای ضخامت) وزن سنگینی دارند، پرهزینه، غیرقابل‌احتراق و مواد غیر سازگاربامحیط‌زیست هستند. باهدف کاهش این نگرانی، مصالح بادوام، قابل تجدید پذیر و سازگار با محیط‌زیست مانند خیزران به‌عنوان جایگزین فولاد در این تحقیق استفاده‌شده است. رفتار بندکشی بتن- خیزران ابتدا با استفاده از یک سری از آزمون‌های کششی موردبررسی قرار گرفت. بررسی مقاومت پیوند در یک نوار منحصربه‌فرد خیزران با یک عمل‌آوری سطح، ترکیبی است که حداکثر مقاومت بندکشی تحت بارگیری تک‌محوری را نشان می‌دهد. این نوار جدید خیزران بیشتر به‌عنوان مسلح کننده اصلی در صفحات دال شکل بتنی استفاده می‌شود. امکان اجرا و اثربخشی این پروفیل خیزران منحصربه‌فرد به‌عنوان مسلح‌کننده از طریق آزمایش‌های صفحات بتنی موردبررسی قرار گرفت. مجموع 15 صفحات بتنی ساخته‌شده و تحت کد اروپایی EN-1448-5 مورد آزمایش قرار گرفتند (2006). اثر کل جایگزینی مسلح کننده اصلی فولاد توسط خیزران بر رفتار خمشی صفحات ازلحاظ ویژگی‌های تغییر شکل بار ، ظرفیت جذب انرژی، الگوهای ترک و حالت‌های شکست موردبررسی قرار گرفتند. نتایج آزمون نشان می‌دهد که بهبود در ظرفیت حمل بار و ظرفیت تغییر شکل زمانی وجود دارد که نوار پیشنهادی از خیزران به‌عنوان مواد مسلح در صفحات دال شکل بتونی در مقایسه با PCC (بتن سیمانی ساده) و RCC (بتن سیمان مسح) استفاده می‌شود. جالب‌توجه است که رفتار سازه‌ای صفحه‌ها با استفاده از مواد مسلح کننده خیزران تازه توسعه‌یافته، بهبود قابل‌توجهی در عملکرد خمشی نشان داده است و به‌مراتب بهتر از صفحه RC است که میله‌های M.S را به‌عنوان مسلح کننده اصلی دارد.
4. مشاهدات و نتیجه گیری
در این تحقیق، عملکرد خمشی صفحه‌های BRC تحت بارگذاری متمرکز موردبررسی قرار گرفت. سهم نوارهای خیزران برنج آروندیناسه که به‌عنوان مسلح کننده اصلی در صفحه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرند، به صورت آزمایشی بررسی شدند. تحقیقات تجربی نشان داد که بار ترک اول دال‌ها به ترتیب PCC، UTBRC، PTBRC، RCC، 'GTBRC' افزایش می‌یابد. از طرف دیگر افزایش ظرفیت باربری نهایی در دنباله PCC (حداقل)، UTBRC، RCC 'PTBRC'، 'GTBRC' تغییر می‌کند. سهم نوارهای خیزران با توجه به PCC در هر یک از دال‌های BRC تقریبا 1.5 تا 2 برابر بیشتر در افزایش مقاومت خمشی در خیزهای محدود بود و مشابه با دال‌های RCC معمولی بود. ظرفیت جذب انرژی دال GTBRC تحت خیزهای مشابه به ترتیب 48٪، 21٪ و 9٪ نسبت به دال PCC، UTBRC و PTBRC تا حدودی بالاتر بود. تحقیقات کلی نشان داد که به جای استفاده از نوار خیزران ساده، نوار پیش ساخته بامبو (2٪) در صفحه‌های بتنی ، مقاومت خمشی، ظرفیت جذب انرژی، انعطاف‌پذیری و حالت شکست (ورقه) نسبت به PTBRC و RCC (0.3%) پانل های دال استفاده می‌شود. با این حال، دوام این اعضای BRC در برابر شرایط جوی بسیار شدید، نیازمند بررسی بیشتر است. در نهایت می‌توان نتیجه گرفت که نوارهای بامبو B. arundinacea اگر با این تکنیک پیشنهادی عمل‌آوری شوند، می‌تواند به‌عنوان مواد مسلح‌کننده در صفحه‌های بتنی مورد استفاده قرار گیرند و این نوع از قطعات ساختاری BRC را می‌توان در مسکن کم هزینه به‌عنوان بخش سقف تحت شرایط بارگذاری محدود گرانش استفاده کرد. در مقایسه با دال‌های RCC معمولی، این نوع دال BRC ممکن است راه حل بسیار مقرون به صرفه و سازگاربامحیط‌زیست باشد.
Abstract
Reinforced concrete structural members are primarily subjected to static gravity loads. The conventional steel reinforcement is used to provide additional tensile strength and energy absorption capacity to concrete members. But conventional M.S. (Mild steel) or HYSD (High Yielding Strength Deformed) bars are heavy in weight, costly, nonrenewable and un-ecofriendly material. Aiming to mitigate this concern a sustainable, renewable, ecofriendly material like bamboo has been used as substitute to steel in the present work. Bamboo-concrete Bond behaviour was first studied through a series of pull-out tests. Bond strength investigation has resulted in a unique bamboo strip profile along with a surface treatment the combination of which exhibited maximum bond strength under uniaxial loading. This new bamboo strip is further used as main reinforcement in concrete slab panels. Feasibility and effectiveness of this unique bamboo profile used as reinforcement was investigated through experimental testing of concrete slab panels. A total 15 concrete slab panels were fabricated and tested as per Eurocode EN-1448-5 (2006). The effect of total replacement of main steel reinforcement by bamboo on the flexural behaviour of slabs in terms of load-deformation characteristics, energy absorption capacity, crack patterns and failure modes have been studied. Test results show that there is improvement in the load carrying and deformation capacity when proposed bamboo strip is used as reinforcement in concrete slab panels as compared to that of PCC (Plain Cement Concrete) and RCC (Reinforced Cement Concrete) slabs. Interestingly the structural behaviour of slabs using newly developed bamboo reinforcement has shown significant improvement in flexural performance and it was marginally better than the RC slabs having M.S. bars as main reinforcement.
4. Observations and conclusions
The present research investigated the flexural performance of BRC slab panels under concentrated loading. The contribution of bamboo strips of B. arundinacea which are used as main reinforcement in concrete slab panels was investigated experimentally. The experimental investigation showed that the first crack load of slabs increases in the order of ‘PCC’, ‘UTBRC’, ‘PTBRC’, ‘RCC’; ‘GTBRC’. In the other hand the increase in ultimate load carrying capacity alters in the sequence of ‘PCC’(minimum), ‘UTBRC’, ‘RCC’ ‘PTBRC’, ‘GTBRC’. The contribution of bamboo strips with respect to PCC in each of the BRC slab was around 1.5–2 times higher in increasing flexural strength at limited deflections and it was similar to those of conventional RCC slabs. The energy absorption capacity of GTBRC slabs under the same deflections was relatively higher by 48%, 21% and 9% than PCC, UTBRC and PTBRC slabs respectively. The overall research showed that instead of using treated plain bamboo strip, the proposed grooved bamboo strip (2%) used in concrete slab panels, improved flexural strength, energy absorption capacity, ductility and mode of failure (ductile) compared to that of PTBRC and RCC (0.3%) slab panels. However, the durability of such BRC members against the extreme atmospheric conditions needs further investigation. Finally, it can be concluded that bamboo strips of B. arundinacea if treated with this proposed technique can be used as reinforcing material in concrete slab panels. And such type of BRC structural members can be used in low cost housing as roofing member under a limited gravity loading situation. This type of BRC slabs may prove to be very economical and ecofriendly solution, compared to conventional RCC slabs.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
1. مقدمه
2. برنامه آزمایشی
2.1 ویژگی‌های عمومی مسلح کننده خیزران
2.2 روش و عمل‌آوری خیزران
2.3 قالب‌ریزی و ترمیم نمونه‌های بتنی
2.4 روش آزمایش
3. نتایج آزمایش و مباحث
4. مشاهدات و نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Experimental programme
2.1. General characteristics of bamboo reinforcement
2.2. Bamboo surface treatment and procedure
2.3. Casting and curing of concrete samples
2.4. Testing Methodology
3. Test results and discussions
4. Observations and conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه