ترجمه فارسی عنوان مقاله
رفتار سازه ای تیرهای بتنی مسلح تقویت شده با ورقه های FRP از بیرون، تحت بارگذاری خستگی و یکنواخت
عنوان انگلیسی
Structural behaviour of RC beams externally strengthened with FRP sheets under fatigue and monotonic loading
کد مقاله | سال انتشار | تعداد صفحات مقاله انگلیسی |
---|---|---|
28753 | 2012 | 10 صفحه PDF |
منبع
Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)
Journal : Engineering Structures, Volume 41, August 2012, Pages 24–33
فهرست مطالب ترجمه فارسی
چكیده
كلید واژه
1.مقدمه
2.كارهای تجربی
1.2. جزئیات تیرهای تست شده، مواد و تركیبات
2.2.طرح استحكام بخشی
شكل 1- هندسه، بارگذاری و شرایط مرزی در تیرهای RC تقویت شده با فولاد
جدول 1- خصوصیات مكانیكی تیرهای RC و مواد FRP
شكل 2 -آرایش ورقه های تقویتی FRP در تیرهای تقویت شده
جدول 2: ریز اطلاعات مربوط به آرایش ورقه های FRP و تنظیمات بار خستگی
2.3.روش تست
شكل 3-نمای شماتیك و نحوه تست
شكل 4- برنامه بارگذاری تیرهای تست شده
3.نتایج و بحث
3.1. مدهای شكست
3.2.بار متناظر با اولین ترك و تغییر مکان تیر
شكل 5- مدهای شكست تیرهای تست شده
جدول 3- نتایج تست كلیه تیرها
شکل 6- منحنی های بار-خمش تیرهای تست شده
شکل 7- منحنی های بار-تغییر مکان تیرهای تست شده تحت بار خستگی
شکل 8- کرنش های ثبت شده در بتن، ورقه های FRP و میله های فولادی تیرهای تست شده در بار حداکثر
جدول 4- مقایسه مقادیر قرائت شده برای تغییر مكان در وسط دهانه در آغاز و انتهای تست های خستگی
3.4 نتایج تست بار نهایی یکنواخت اعمالی پس از سیکل های خستگی
شکل 9- منحنی های بار-کرنش تیرهای تست شده تحت بار یکنواخت پس از بارگذاری خستگی
4- برآورد ظرفیت برشی تیرهای مسلح تست شده
جدول 5 -اطلاعات ترك در لحظه شكست در كلیه تیرهای تست شده
شكل 10- اندازه های عرض ترك روی تیرهای تست شده كه در طول بارگذاری یكنواخت پس از بارگذاری خستگی اندازه گیری شده اند
جدول 6- مقایسه نتایج تجربی و پیش بینی های نظری برای ظرفیت برشی در نقطه شكست
5.جمع بندی
كلید واژه
1.مقدمه
2.كارهای تجربی
1.2. جزئیات تیرهای تست شده، مواد و تركیبات
2.2.طرح استحكام بخشی
شكل 1- هندسه، بارگذاری و شرایط مرزی در تیرهای RC تقویت شده با فولاد
جدول 1- خصوصیات مكانیكی تیرهای RC و مواد FRP
شكل 2 -آرایش ورقه های تقویتی FRP در تیرهای تقویت شده
جدول 2: ریز اطلاعات مربوط به آرایش ورقه های FRP و تنظیمات بار خستگی
2.3.روش تست
شكل 3-نمای شماتیك و نحوه تست
شكل 4- برنامه بارگذاری تیرهای تست شده
3.نتایج و بحث
3.1. مدهای شكست
3.2.بار متناظر با اولین ترك و تغییر مکان تیر
شكل 5- مدهای شكست تیرهای تست شده
جدول 3- نتایج تست كلیه تیرها
شکل 6- منحنی های بار-خمش تیرهای تست شده
شکل 7- منحنی های بار-تغییر مکان تیرهای تست شده تحت بار خستگی
شکل 8- کرنش های ثبت شده در بتن، ورقه های FRP و میله های فولادی تیرهای تست شده در بار حداکثر
جدول 4- مقایسه مقادیر قرائت شده برای تغییر مكان در وسط دهانه در آغاز و انتهای تست های خستگی
3.4 نتایج تست بار نهایی یکنواخت اعمالی پس از سیکل های خستگی
شکل 9- منحنی های بار-کرنش تیرهای تست شده تحت بار یکنواخت پس از بارگذاری خستگی
4- برآورد ظرفیت برشی تیرهای مسلح تست شده
جدول 5 -اطلاعات ترك در لحظه شكست در كلیه تیرهای تست شده
شكل 10- اندازه های عرض ترك روی تیرهای تست شده كه در طول بارگذاری یكنواخت پس از بارگذاری خستگی اندازه گیری شده اند
جدول 6- مقایسه نتایج تجربی و پیش بینی های نظری برای ظرفیت برشی در نقطه شكست
5.جمع بندی
ترجمه کلمات کلیدی
رفتار سازه -
تجربه -
بتن مسلح -
خستگی
کلمات کلیدی انگلیسی
Structural behaviour,
Experiment,
Reinforced concrete,
Fatigue
ترجمه چکیده
در این مقاله، مطالعه تجربی روی رفتار خستگی و رفتار استاتیک پس از خستگی تیر بتنی مسلح تقویت شده با ورقه های فیبرهای پلیمری تقویت شده کربنی (CFRP) یا شیشه ای (GFRP) كه بصورت عمودی یا مورب در تیر قرار می گیرند ارائه می شود. كلیه تیرهای مد نظر برای تست خستگی، تحت بار خمشی چهار نقطه ای به مدت یك میلیون سیكل و با فركانس 5 هرتز قرار می گیرند. نتایج نشان می دهند كه می توان از ورقه های FRP برای افزایش قابل توجه مقاومت خستگی تیرهای تقویت شده استفاده كرد. همچنین، نتایج بدست آمده از تست-های بارگذاری یکنواخت، پس از اعمال بار خستگی، نشان می دهند كه ورقه های FRP در افزایش قابل توجه استحكام نهایی و داکتیلیته تیرهای تست شده دخیل هستند. آرایش قطری GFRP نسبت به آرایش عمودی در افزایش استحكام برشی و سفتی تیر موثرتر است. در نهایت، از تعدای مدل ممان خمشی برای پیش بینی بارهای نهایی تیرهای تست شده استفاده شد كه همبستگی خوبی با نتایج تجربی داشتند.
ترجمه مقدمه
در سال های اخیر سازه های بتنی مسلح (RC) زیادی از خرابی های مختلف مثل ترك، پوسته پوسته شدن بتن، تغییر مکان زیاد و مواردی از این دست رنج برده اند. این سازه ها نیاز به تقویت دارند تا بتوانند بارهای طراحی، یا حتی احتمالا بارهای زیادتر را، تحمل كنند یا بتوان ترك های فعلی آن ها را اصلاح کرد (3-1). عوامل متعددی منجر به بروز این بی کیفیتی ها می شوند مثل پیر شدگی بتن، خوردگی تقویت كننده های فولادی، اثرات زیست محیطی مثل آب دریا و ضربه های تصادفی به سازه (6-4). بویژه، در اثنای بلایای طبیعی، مثل زمین لرزه سی چوان در 12 می سال 2008، سازه های بتنی زیادی حتی اگر فرونریزند، تا حدودی آسیب می بینند (7). گزینه-های متعددی برای بهبود یا تعمیر اجزاء سازه ای سازه های بتنی مسلح فعلی وجود دارد. پر كاربردترین گزینه عبارت است از نصب ورقه هایFRP، و یا فولادی، روی اجزاء آسیب دیده به منظور مهار ترك ها و افرایش ظرفیت تحمل بار، داكتلیته و سفتی سازه های تقویت شده (8،9).
ورقه های FRP كه از بیرون روی وجوه كششی و عرضی تیرهای مسلح بتنی و ستون ها نصب می شوند روش متداولی برای تعمیر و تقویت سازه های بتن مسلح به شمار می روند. این تكنیك تقویتی، روشی موثر برای بهبود عملكرد پیچشی و یا برشی سازه های بتنی مسلح تقویت شده است چرا كه ورقه های FRP از نظر استحكام كششی بالا، سبك بودن، مقاومت به خوردگی، خستگی و مواردی از این دست، خصوصیات بهتری نسبت به فولادهای تقویتی رایج دارند (11،10،5،3).
در گذشته (13،12) ارزیابی هایی برای برآورد قابلیت اطمینان این تكنیك تقویتی در ارتباط با بارگذاری استاتیك انجام شده است و نشان داده شده است كه سازه های بتنی مسلح تقویت شده تا زمانی كه مهاربندی مناسبی برای ورقه FRP ایجاد شده باشد، از نظر استحكام، داكتیلیته و به تاخیر انداختن رشد ترك عملكرد بهتری از خود نشان می دهند (11و3).
در همین اواخر با استفاده از روش های تجربی یا روش های المان محدود یا رویكردهای تحلیلی (19-14)، تحقیقات وسیعی روی رفتار تیرهای بتنی مسلحی، که به منظور ارتقاء عملكرد پیچشی و برشی با نصب ورقه های FRP از بیرون تقویت می شوند، انجام شده است. با اینحال، این مطالعات عمدتا رفتار استاتیكی این نوع تیرها را تحت بارگذاری یكنواخت در نظر گرفته اند. در واقع، سازه های زیادی، مثل پل ها و سازه های دریایی، بیشتر از بارهای استاتیک در معرض بارهای سیكلی تكرار شونده هستند و اغلب از این موضوع در تحلیل و طراحی تیرهای بتنی مسلح تقویت شده با ورقه های FRP چشم پوشی می شود. بخوبی مشخص شده است كه نصب ورقه های FRP از بیرون روی تیرهای بتنی مسلح، روش تقویتی موثری برای افزایش استحكام استاتیك و داكتیلیته و نیز مقاومت خستگی با اتلاف انرژی بالا این تیرها می باشد (25-20). با اینحال، در مورد پراكندگی داده های تجربی در مورد رفتار خستگی این نوع تیرها اتفاق نظر وجود دارد (26) كه باعث می شود تا نیازهای طراحی احراز نشود. بنابراین، مطالعه عملكرد خستگی این تیرها كاری ضروری برای ارتقاء مبانی دانش در این حوزه به شمار می رود.
در حال حاضر، عمده ی كارهای تحقیقاتی به شکل فزآینده ای روی خستگی پیچشی تجربی و خستگی برشی متمرکزند. نانی (27) نشان داد كه بتن مسلح شده با الیاف فولادی (SFRC) توانست عملكرد خستگی را افزایش دهد و جزء فیبری در این تركیب، پارامتر موثری بود که روی مشخصات خستگی تیرهای تست شده اثرگذار بود. چانگ و چای (28) روش تستی را برای ارزیابی شكست پیچشی و خستگی تیرهای SFRC تدوین كردند. لئونگ و همكاران (29) عملكرد خستگی پیچشی تیرهای بتنی را با استفاده از كامپوزیت های سیمانی مهندسی (ECC) مطالعه كردند و دریافتند كه ECC می تواند عمر خستگی تیر را با كنترل رشد ترك های كوچك بهبود بخشد. مانفردی و پیس (30) مدهای شكست و رابطه بین تابع آسیب و افت کیفیت سیكلی تیرهای بتنی معمولی و با استحكام بالا را تحت بارگذاری های یكنواخت و سیكلی مطالعه كردند. مطالعاتی روی تیرهای بتنی تقویت شده با ورقه CFRP با هدف ارزیابی اثر تاریخچه بارگذاری روی عمر خستگی و عرض ترك (31) و نیز تحلیل رابطه بین عملكرد خستگی و خصوصیات الكتریكی CFRP تحت بارگذاری پیچشی انجام شدند (4).
اگرچه تعداد تحقیقات انجام شده روی خستگی پیچشی از یک آمار منطقی برخوردار است (35-28)، مطالعه روی عملكرد خستگی برشی تیرهای RC (تیرهای بتنی مسلح) تقویت شده با ورقه های CFRP و GFRP تا به امروز محدود بوده است. كاواك و كیم (36) مطالعات خود را روی اثر بارگذاری خستگی برشی روی رفتار خستگی و استحكام تیرهای بتنی مسلح پلیمری (PRC) متمركز كردند. كازادرسكی و موتاوالی (24) تیرهای RC تقویت شده با صفحات L شكل CFRP را تحت بارگذاری خستگی برشی مطالعه كردند. همچنین، تعدادی مطالعه تجربی روی رفتار اتصال ورقه FRP و بتن تحت بارگذاری خستگی سیكلی انجام شده است (26،21،20،17،10) چرا كه این نوع رفتار اتصالی، روی مد شكست تیر تقویت شده اثرگذار است (34). در این مطالعات دیده شده است كه اگر هیچ نوع جدایش بین وجهی بین ورقه FRP و بتن در بین نباشد، رفتار خستگی تیرهای تقویت شده با FRP بهبود خواهد یافت. با اینحال، به مجرد جدایش، تغییر مکان تیر افزایش قابل ملاحظه ای خواهد داشت و ترك های كششی در نزدیكی محل اعمال بارهای نقطه ای ظاهر خواهند شد (35). لو و ایوب (37) شكست ناشی از جدایش را روی پاسخ تیرهای RC مطالعه كردند و مدل جدیدی را برای ارزیابی ضریب تعدیل تیرهای RC تقویت شده با FRP ناشی از جدایش FRP عرضه كردند. یون و همكاران (38)، اثر روش های مختلف اتصال را تحت بارگذاری خستگی روی رفتار بلند مدت اتصال بین ورقه FRP و بتن نشان دادند. كارلونی و همكاران (39) نقش جدایش محل اتصال ورقه FRP و بتن را تحت بارگذاری خستگی بررسی كردند و دریافتند كه جدایش، حین بارگذاری خستگی و در بازه بار اعمالی رخ داده است.
هدف از كار حاضر، تحقیق روی رفتار خستگی برشی تیرهای RC ساخته شده از بتن معمولی و تیرهای RC تقویت شده با ورقه های FRP است (CFRP یا GFRP). در این مطالعه هدف اصلی ما بررسی اثربخشی ورقه-های FRP در رفتار خستگی و دخالت آن ها در استحكام نهایی تیرهای RC است. همچنین، این كار به ما كمك می كند تا اثر یك میلیون سیكل اول بارگذاری خستگی را روی عملكرد برشی تیرهای RC تقویت شده با و رقه های FRP درك، و رفتار خستگی و رشد ترك را در تیرهای RC تقویت شده برآورد كنیم.