بررسی تجربی و تحلیلی رفتار تیرهای بتن آرمه ی تقویت شده با تسمه های CFRP پیش تنیده به روش NSM

مقاله ی حاضر تحقیقی است در مورد مقاوم سازی تیرهای بتنی با استفاده از تسمه های CFRP که در شیارهایی که از قبل در پوشش بتنی تیرها ایجاد شده اند کار گذاشته می شوند. این روش دارای مزایای بسیاری است و در مقایسه با روش چسباندن مصالح FRP روی سطح خارجی اعضای سازه ای، امکان انتقال موثرتر تنش های نرمال و برشی بین مقاوم کننده ها و سازه را فراهم می کند. در این مقاله مزایای این روش از نظر ظرفیت باربری، سرویس دهی و استفاده ی سطح بالاتر از ظرفیت مصالح FRP در مقایسه با شیوه ی معمول چسباندن این مصالح روی سطح اجزای سازه ای، از نظر تحلیلی و عملی، مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور پنج عدد تیر بتن مسلح ساده در آزمایشگاه سازه ی دانشگاه صنعتی اصفهان مورد آزمایش قرار گرفته اند. از این تعداد، یک تیر به صورت نمونه ی تقویت نشده (مبنا)، یک تیر به صورت تقویت شده ی غیر پیش تنیده، و سه نمونه ی دیگر به صورت تقویت شده ی پیش تنیده تا سطح پنج، بیست و سی درصد کرنش نهایی اسمی تسمه های CFRP مورد آزمایش قرار گرفته اند. نتایج آزمایش ها حاکی از آن است که تیرهای پیش تنیده مقادیر بالاتری از بار ترک خوردگی و بار تسلیم را در مقایسه با نمونه ی تقویت شده ی غیر پیش تنیده نشان می دهند. در این تحقیق بار ترک خوردگی در تیرهایی که تا سطح 5، 20 و 30 درصد ظرفیت اسمی مصالح CFRP پیش تنیده شده اند، به ترتیب تا 117، 5/127 و 5/144 درصد بار ترک خوردگی در نمونه ی مبنا افزایش یافتند. در کنار بار ترک خوردگی بالاتر، ترک های ایجادشده در نمونه های تقویت شده ی پیش تنیده، دارای عرض و توزیع محدودتر بوده اند. هم چنین تیرهای تقویت شده ی پیش تنیده در مقایسه با نمونه ی غیر پیش تنیده دارای ظرفیت باربری نهایی بیش تری بوده و شکست آن ها متناظر با خیزهای کوچک تری بوده است؛ به طوری که ظرفیت باربری نهایی در تیرهایی که تا سطح 5، 20 و 30 درصد ظرفیت اسمی مصالح CFRP پیش تنیده شده اند، به ترتیب 5/11، 7/14 و 0/15 درصد نسبت به نمونه ی مبنا افزایش یافتند.