مقایسه تاثیر مقاوم سازی لرزه ای ستون بتنی با استفاده از ژاکت بتنی، ژاکت فولادی و FRP به وسیله مدلسازی عددی

در چند دهه ی اخیر، مقاوم سازی ستون های بتنی و بررسی رفتار آنها تحت بار زلزله به خصوص از نقطه نظر شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی سازه، مورد توجه قرار گرفته است. بخش قابل توجهی از این مطالعات بر محصور سازی اعضای بتنی به منظور افزایش شکل پذیری و جذب انرژی آنها در برابر نیروهای ناشی از زلزله می باشد. در این مطالعه 3 روش عمده برای مقاوم سازی ستون های بتنی شامل تقویت ستون با استفاده از ورق های FRP، استفاده از ژاکت فولادی و استفاده از ژاکت بتنی در مقاوم سازی ستون مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.
در این راستا مقاوم سازی ستون های بتنی تحت بارهای لرزه ای با بکارگیری تحلیل های عددی با استفاده از نرم افزارABAQUS انجام گرفت. ابتدا روش عددی با نتایج حاصل از مطالعات تجربی صحت سنجی گردید. با استفاده از نمونه هایی با متغیر های شامل مقاومت بتن، نوع الیاف و تعداد لایه های FRP برای بتن تقویت شده باFRP ، متغیر ها شامل ابعاد ورق ها، تعداد و ضخامت ورق های فولادی برای ستون های تقویت شده با ژاکت فولادی و متغیرها شامل مقاومت بتن، ابعاد پوشش بتن و اندازه تنگ و فاصله بین آنها برای ستون های تقویت شده با ژاکت بتنی، در 3 روش، میزان مقاومت، شکل پذیری و افزایش ظرفیت جذب انرژی بر اساس نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که نمونه های تقویت شده با ورق های FRP، عمدتا باعث بهبود در شکل پذیری شده اند. نمونه های تقویت شده با بتن اگرچه باعث بهبود قابل توجه در تحمل حداکثر مقاومت برشی شده و دامنه عملکرد خطی را ارتقاء داده اند و نیز قابلیت جذب انرژی را بهبود بخشیده اند لیکن شکل پذیری مناسبی از خود نشان نداده اند و نمونه های تقویت شده با ژاکت فولادی، ضمن بهبود در بیشینه مقاومت برشی و قابلیت جذب انرژی، شکل پذیری مناسبی را از خود نشان داده اند. در حالتی که متغیر های سه روش مقاوم سازی با بار محوری ثابت را طوری تغییر دادیم که ظرفیت باربری جانبی یکسان داشته باشند، نمونه ژاکت فولادی و بتنی شکل پذیری بهتری نسبت به نمونه تقویت شده با FRP نشان می دهند. همچنین نمونه تقویت شده با ژاکت فولادی بیشترین جذب انرژی را دارد.