بهسازی لرزه ای ستون های بتن مسلح با نوارهای CFRP تحت بارهای رفت و برگشتی

در سالهای اخیر استفاده از مواد کامپوزیت در صنایع و رشته های مختلف توسعه یافته است. یکی از زمینه های جدید و پر کاربرد در مهندسی عمران، استفاده از مواد کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) به منظور تقویت و بهسازی سازه های بتن مسلح می باشد. مقاوم سازی سازه های بتن مسلح توسط این مواد با هدف افزایش مقاومت، شکل پذیری و ظرفیت خمشی صورت می گیرد.
در این مقاله، دو ستون مربعی شکل بتن مسلح محصور نشده و محصور شده با کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف کربن (CFRP) توسط نرم افزار اجزای محدود ABAQUS مدلسازی شده اند و تحت بار محوری ثابت و بار جانبی رفت و برگشتی قرار گرفته اند. به منظور بررسی صحت مدلسازی، نتایج حاصل از مدلسازی ها با نتایج بدست آمده از آزمایشهای تجربی و همچنین روابط آیین نامه ای مقایسه شده و تطابق بسیار خوب بین نتایج بدست آمده است.
مقاوم سازی ستون با نوارهای FRP تاثیر قابل توجهی در کاهش مقدار تغییر مکان ستون، در راستای جانبی و طولی در محل مفصل خمیری، به میزان 50 درصد و افزایش ظرفیت خمشی مقطع تا 5 برابر داشته است. همچنین به سازی با این نوارها منجر به افزایش مقاومت فشاری ستون به میزان 30 درصد و افزایش ظرفیت چرخشی در محل اتصالات تا 6 برابر شده است.
مطابق با نتایج حاصله، تقویت ستون ها به این روش منجر به تغییر مود گسیختگی ستون از مود برشی زودرس به مود خمشی، کاهش تغییر مکان ستون در راستای طولی و جانبی در محل تشکیل مفصل خمیری، افزایش ظرفیت خمشی مقطع، افزایش شکل پذیری ستون، افزایش مقاومت فشاری و کرنش محوری ستون، افزایش ظرفیت چرخشی در محل اتصالات می گردد. همچنین به منظور جلوگیری از مصرف غیر ضروری این مواد کامپوزیت توصیه می شود کاربرد آن در ناحیه مفصل پلاستیک ستون بهینه تر باشد.