الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 48000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۴۶
کد مقاله
CVL46
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
بررسی پیوستگی به اعضای بتن با استفاده از میلگردهای الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)
نام انگلیسی
Investigation of bond in concrete member with fibre reinforced polymer FRP bars
تعداد صفحه به فارسی
۳۷
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۰
کلمات کلیدی به فارسی
آزمایش تیر از نظر مقاومت, مقاومت پیوستگی/ استحکام پیوندی/ مقاومت اتصالی/ قدرت مهاری, طول جایگیری، الیاف پلیمر تقویت شده (FRP), قطر میلگرد, تنش کششی, بتن, جابجایی / لغزش, آرماتور / میلگرد ردیف بالا, مدل
کلمات کلیدی به انگلیسی
Beam test, Bond strength, Embedment length, Fibre reinforced polymer FRP, Rebar diameter, Tensile stress, Concrete, Slip, Top bar, Model
مرجع به فارسی
دپارتمان مهندسی راه و ساختمان، دانشگاه Sherbrooke، کانادا
الزویر
مرجع به انگلیسی
Construction and Building Materials, Department of Ci¨il Engineering, Uni¨ersity de Sherbrooke, Sherbrooke, Quebec, Canada; Elsevier
کشور
کانادا
بررسی پیوستگی به اعضای بتن با استفاده از میلگردهای الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)
چکیده
استحکام پیوندی یا مقاومت پیوستگی میلگردهای عاجدار الیاف پلیمری تقویت شده (FRP) به طور تجربی در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته و با نوع مشابه خود در میلگردهای عاجدار فولادی مقایسه شده است. مجموع ۶۴ تیر بتنی تقویت شده با دو نوع از میلگردهای عاجدار FRP، به ترتیب مورد آزمایش قرار گرفتند. چهار قطر اسمی میلگردهای FRP و میلگردهای عاجدار فولادی شامل قطرهای ۷/۱۲، ۹/۱۵، ۱/۱۹ و ۴/۱۵ میلیمتر و سه طول جایگیری شامل قطرهای ۶، ۱۰ و ۱۶ برابر مورد استفاده قرار گرفتند. به علاوه، سه عمق بتن ۲۰۰، ۶۰۰ و ۱۰۰۰ میلیمتر نیز در ۱۸ نمونه حاصله مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج این آزمایشات معرف آن هستند که به هنگامی که طول جایگیری افزایش یافته و میلگردهای عاجدار GFRP در مقایسه با میلگردهای عاجدار فولادی نشان دهنده مقادیر مقاومت پیوستگی کمتر باشند، بار کششی وارده نزدیک به تاب / مقاومت کششی میلگردهای عاجدار خواهد بود. میانگین حداکثر استحکام پیوندی یا اصطلاحا قدرت مهاری میلگردهای عاجدار FRP از ۱/۵ الی ۳/۱۲ MPa، منوط به قطر و طول جایگیری، متفاوت است. میلگردهای عاجدار GFRP نشان دهنده استحکام پیوندی کمتری در مقایسه با میلگردهای عاجدار فولادی می باشند. یک ضریب اصلاح ۳۰/۱ برای محاسبه طول مهاری، جهت به حساب آوردن تاثیر میلگرد ردیف بالایی، توصیه می شود. یک مدل جدید برای شاخه صعودی قانون لغزش – پیوستگی نیز توصیه می شود.
کلمات کلیدی: آزمایش تیر از نظر مقاومت، مقاومت پیوستگی/ استحکام پیوندی/ مقاومت اتصالی/ قدرت مهاری، طول جایگیری، الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)، قطر میلگرد، تنش کششی، بتن، جابجایی / لغزش، آرماتور / میلگرد ردیف بالا، مدل
بررسی پیوستگی به اعضای بتن با استفاده از میلگردهای الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)
۱- مقدمه
در بسیاری از کاربردهای بتن مسلح، میلگرد فولادی به عنوان کاراترین و مقرون به صرفه ترین مواد تقویتی به شمار می آیند. استحکام و شکل پذیری این وسیله را به عنوان یک ابزار مناسب برای بتن مسلح / بتن آرمه مطرح نموده است. اما در برخی از محیط های نامناسب خاص، خوردگی میلگردهای فولادی منجر به بروز مشکلاتی در دوام آنها می شود. تکنیک های جدیدتر ، نظیر میلگردهای عاجدار با پوشش اپوکسی، غشاهای سنتزی، یا حفاظت کاتدی، جهت ممانعت از مشکل خوردگی ایجاد شده اند، اما در عین حال قابلیت اطمینان و پایایی دراز مدت این مواد هنوز چندان شناخته شده نمی باشند. اخیرا میلگرد های دارای الیاف پلیمری تقویت شده (FRP) توجه زیادی را به سمت خود جلب نموده و به عنوان ماده تقویتی جایگزین مورد بررسی قرار گرفته اند.
پیوستگی بین بتن و میلگردهای مسلح / تقویت شده یکی از صفات اصلی ساختارهای بتن مسلح می باشد. چنین موردی را می توان در حقیقت به عنوان یکی از ویژگیهای بکارگیری آماتورها شامل مواد کامپوزیتی FRP به حساب آورد. پارامترهای اصلی طراحی، نظیر طول مهاری، تغییر شکل خمشی اجزا، فاصله ترک خوردگی و پهنای ترک خوردگی به طور مستقیم جزء مسایل مرتبط با پیوند بین بتن و ماده تقویتی می باشند. در این مقاله چندین روش آزمایشی به منظور بررسی پیوستگی بین میلگرد ها (فولادی و FRP) و بتن تشریح شده اند.
پیوستگی بین میلگردهای عاجدار و بتن به وسیله نویسندگان بسیاری مورد بررسی قرار گرفته است که در آن چندین نوع از میلگردها با کیفیت متفاوت و همچنین مقادیر مختلف الیاف با توجه به شکل های مختلف سطح خارجی آنها توصیف شده اند. نتایج تجربی حاصله معرف آن هستند که پیوستگی بین مواد تقویتی FRP و بتن منوط به چندین عامل بشرح ذیل می باشد: اصطکاک بواسطه زبری سطح میلگردهای عاجدار FRP، هم بندی مکانیکی میلگردهای عاجدار FRP در مقابل بتن، چسبیدگی شیمیایی، فشار هیدرواستاتیک / ایستایی در برابر میلگردهای عاجدار FRP به واسطه چروکیدگی یا چین خوردگی بتن سخت شده و باد کردگی یا تورم میلگردهای عاجدار FRP به واسطه تغییر دما و جذب رطوبت.
این مقاله نسبت به تشریح خواص پیوستگی دو نوع از میلگردهای GFRP و میلگردهای عاجدار فولادی در بتن به وسیله آزمایش تیر و کشیدگی اقدام می نماید. در ابتدا آزمایشات تیر بتنی بر روی ۶۴ نمونه تقویت شده با GFRP و میلگردهای مسلح فولادی بر حسب مشخصه استاندارد RILEM انجام شد. چهار قطر مختلف میلگرد و سه طول جایگیری مختلف جهت بررسی تاثیرات قطرها، طول های جایگیری و انواع میلگردهای عاجدار به کار گرفته شد. در وهله دوم، ۱۸ آزمایش کشیدگی انجام شد تا آنکه تاثیر میلگردهای ردیف بالای عاجدار GFRP مشخص شود. مدل تحلیلی پیوستگی بین میلگرد FRP و بتن مورد بحث قرار گرفت. بر این مبنا، یک مدل جدید برای شاخه صعودی نسبت لغزشی – پیوستگی، مقدار k برای محاسبه طول جایگیری و یک ضریب اصلاح پیشنهاد شد.
بررسی پیوستگی به اعضای بتن با استفاده از میلگردهای الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)
۲- اهمیت تحقیق
نیاز فزاینده ای در خصوص استفاده از میلگردهای عاجدار GFRP جهت تقویت سازه های بتنی وجود دارد. در حال حاضر، اصلاعات محدودی در خصوص رفتار پیوستگی میلگردهای عاجدار در بتن موجود می باشند و دستورالعمل های طراحی کد ۸ و کد ۹ ACI که در زمینه میلگردهای فولادی مشخص شده اند را نمی توان به طور مستقیم برای میلگردهای عاجدار FRP نیز به کار گرفت، که علت آن تفاوت های ذاتی در دفرمه شدگی سطحی و خواص مکانیکی آنها می باشد. تحقیقات گزارش شده این بررسی فراهم آورنده اطلاعاتی در خصوص رفتار پیوستگی دو نوع از میلگردهای عاجدار GFRP می باشد.
بررسی پیوستگی به اعضای بتن با استفاده از میلگردهای الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)
۳- برنامه آزمایشی
۱—۳ تشریح خواص میلگردهای فولادی GFRP و بتن مورد استفاده در این مطالعه
میلگردهای عاجدار GFRP استفاده شده در این مطالعه مشابه با میلگردهای فولادی معمولی و میلگردهای فولادی پیش تنیده شده از نظر قطر اسمی می باشند. با این وجود آنها از دو نظر با میلگردهای فولادی تفاوت دارند. در ابتدا، فرایند پولتروژن (شکل ۱) که به وسیله آن میلگردهای GFRP تولید می شوند خود میلگردهایی را تولید می کند که دارای یک سطح مقطع نسبتا ثابت و صاف می باشند. دندانه ها نیز با استفاده از پوشش فایبر گلاس در دور میلگرد قبل از انجام فرایند رزین تولید می شوند. این دندانه ها از نظر تغییر شکل در میلگرد های فولادی متفاوت بوده و به طور کلی کم عمق تر می باشند. با این وجود، برخی از تولید کنندگان اقدام به اضافه نمودن پوششی از ماسه و رزین بر روی میلگرد در انتهای فرایند تولید نموده که سبب خواهد شد تا سطح میلگرد از صافی و یکنواختی بیشتر برخوردار گردد. دوما، ارتباط تنش کرنش میلگردهای GFRP در سطوح تنشی تا نقطه شکست بدون نشانه ای از تسلیم به صورت خطی می باشد. ضریب ارتجاعی میلگردهای GFRP تقریبا ۲۰ الی ۲۵ درصد ضریب ارتجاعی میلگردهای فولادی می باشد. مقاومت کششی آن از ۵۰۰ الی ۱۱۰۰ MPa، منوط به میزان محتوای شیشه، نوع الیاف و رزین و فرایند تولید، متفاوت می باشد.
۲-۳٫ مقاومت پیوستگی از آزمایش تیر
آزمایشات پیوستگی با استفاده از تیرها بر حسب مشخصه های آیین نامه RILEM انجام شد. به طور کلی عقیده بر آن است که آزمایشات تیر به طور حقیقی قابلیت شبیه سازی شرایط تنش اجزای بتن مسلح که در معرض خمش قرار می گیرند را خواهند داشت. آزمایشات تیرها متشکل از دو بلوک مستطیلی بتن مسلح می باشد که در ناحیه فوقانی به وسیله یک بسته مفصلی یا توپی شکل فولادی به یکدیگر متصل شده و نقطه اتصال در ناحیه پایینی نیز به وسیله آرماتور (میلگردهای GFRP یا میلگردهای عاجدار فولادی) حاصل آمده تا آنکه قابلیت آزمایش پیوستگی با بتن وجود داشته باشد. ابعاد این تیر در شکل ۴ مشخص شده است. تنها بخشی از میلگرد در هر بلوک مهار شد، در حالیکه بخش باقیمانده مجزا از بتن از طریق قرار دادن یک دستکش پلاستیکی در اطراف میلگرد نگهداری شد. نمونه های بتن در یک حالت مسطح با استفاده از قالب های خاص تحت فرایند قالب گیری قرار گرفت. هر بلوک از این تیرها با استفاده از میلگردهای ساده و میلگردهای فولادی سبک بر حسب مشخصه استاندارد RILEM تقویت شدند. بتن با کمک نوسان و با استفاده از یک جدول نوسانی در جای خود قرار گرفته و سپس با استفاده از یک ماله مسطح یکنواخت گردید. تیرها سه روز پس از قالب گیری از جای خود برداشته شدند و سپس قبل از انجام آزمایش با استفاده از سیستم تهویه هوا تحت فرآوری قرار گرفتند.
۳-۳٫ مقاومت پیوستگی از آزمایشات بیرون کشیدگی
آزمایش بیرون کشیدگی مستقیم جهت بررسی تاثیر میلگرد ردیف بالا به کار گرفته شد. نمونه مورد آزمایش شامل یک جداره بتنی (۴۰۰×۷۶۰×۱۲۰۰ میلیمتر) با میلگردهای GFRP است که در ناحیه فوقانی آن و همچنین در نواحی پایین و وسطی در امتداد این جداره همانگونه که در شکل ۶ نشان داده شده است قرار گرفته اند. میزان لغزش به وسیله دو LVDT قرار گرفته در ناحیه آزاد و ناحیه تحت بار میلگرد مورد سنجش قرار گرفت. ۱۸ نمونه مورد آزمایش قرار گرفتند. دو قطر میلگردهای عاجدار GFRP نوع A که شامل قطرهای ۷/۱۲ و ۱/۱۹ میلیمتر هستند به کار گرفته شدند. نیروی واکنش تراکمی به طور مستقیم به سطح نمونه بتنی وارد آمد. همان گونه که در شکل ۶ نشان داده شده است، کلیه نمونه های تحت آزمایش دارای پوشش های کاملا بزرگی در تمامی اطراف خود می باشند. بخش اول ۷۶ میلیمتری هر یک از میلگردها با یک لوله یا مجرای باریک پوشیده شد تا آنکه از پیوستگی آن با بتن جلوگیری شود.
بررسی پیوستگی به اعضای بتن با استفاده از میلگردهای الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)
۴- نتایج و مباحث آزمایش
استحکام میانگین این پیوستگی در سه سطح لغزشی شامل سطوح ۰۱/۰، ۱/۰ و ۲/۰ میلیمتر و حداکثر مقاومت پیوستگی با نوع منطبق و قطر میلگردهای مسلح برای یک طول جایگیری متشکل از ۶ db، ۱۰ db و ۱۶ db به ترتیب در جدول ۴-۲ نشان داده شده است.
۱-۴٫ نوع میلگرد عاجدار
در مقایسه با فولاد، میلگردهای عاجدار GFRP دارای مقادیر مقاومت پیوستگی کمتری می باشند. این تفاوت در پیوستگی را می توان در ارتباط با تفاوت شکل های دفرمه شدگی سطح هر نوع از میلگردها دانست. مکانیزم پیوستگی به طور عمده منوط به سه مولفه می باشد: چسبیدگی، اصطکاک و باربری مکانیکی. برای میلگردهای فولادی، مولفه باربری به عنوان منبع اصلی مرتبط با پیوستگی به شمار می آید. دفرمه شدگی سطح میلگردهای عاجدار GFRP در بردارنده ویژگی مرتبط با میلگردهای عاجدار فولادی نمی باشد (یعنی مقاومت برشی بالا، سختی / سفتی شدید، هندسه تغییر شکل / دفرمه شدگی) که سبب فراهم شدن محدودیت جانبی کافی در امتداد دنده عاج می شوند. بنابراین برای میلگردهای عاجدار GFRP، پارامتر چسبیدگی و اصطکاک به عنوان یک مورد مهم جهت کنترل مقاومت پیوستگی به شمار می آید.
۲-۴٫ تاثیر قطر
مقادیر میانگین حداکثر استحکام یا مقاومت پیوستگی برای سه نوع از میلگردها (نوع A، نوع B و فولاد با چهار نوع قطر (۷/۱۲، ۹/۱۵، ۱/۱۹ و ۴/۲۵) و سه نوع از طول های جایگیری (۶ db، ۱۰ db و ۱۶ db در جدول ۴-۲ یا شکل ۷ و ۹ نشان داده شده اند. ارتباط تنش – لغزشی پیوسته ای برای میلگردهای عاجدار نوع A تحت شرایط قطرهای مختلف و طول های جایگیری مختلف در شکل های ۷ و۹ برحسب نتایج آزمایشی ما نشان داده شده اند. همانگونه که می توان از این جداول و شکل ها مشاهده نمود، تاثیر قطر میلگردهای عاجدار فولادی همچنین برای میلگردهای عاجدار GFRP نیز مد نظر می باشد. میانگین حداکثر مقاومت پیوستگی به هنگامی که قطر میلگرد عاجدار افزایش می یابد کاهش خواهد یافت. این نتیجه گیری همچنین به وسیله آزمایشات تیر و آزمایشات بیرون کشیدگی که در مطالعات دیگر با استفاده از میلگردهای عاجدار FRP و فولادی انجام شده است مورد تصدیق قرار گرفته اند.
۳-۴٫ تاثیر طول جایگیری
برای قطر میلگرد عاجدار برابر، نتایج آزمایش در زمینه تاثیر طول جایگیری در خصوص خواص پیوستگی میلگردهای عاجدار FRP در جداول ۲ الی ۴ و شکل های ۸ الی ۱۰ نشان داده شده است. می توان این نتیجه را حاصل آورد که به هنگامی که طول جایگیری افزایش می یابد، بار اعمالی به حد مقاومت کششی میلگرد عاجدار رسیده و میانگین مقاومت پیوستگی دچار تقلیل شده و نمونه های دارای طول جایگیری کوچکتر از نوعی مقاومت پیوستگی بالاتری بهره مند می شوند. این مشاهده به وسیله یافته های Makitani و همکاران و Nanni و همکاران مورد تایید قرار گرفته است.
۴-۴٫ تاثیر میلگرد ردیف بالا
تاثیر میلگرد ردیف بالا به عنوان نسبت حد نهایی مقاومت پیوستگی حاصل آمده در هنگام بیرون کشیدن میلگرد یا میلگرد پایینی در مقایسه با میزان حاصله در آزمایش بیرون کشیدن میلگرد یا میلگرد بالایی می باشد. توزیع نسبت های مقاومت پیوستگی اندازه گیری شده میلگرد های پایینی در مقایسه با میلگرد های بالایی در جدول ۵ و شکل ۱۱ نشان داده شده است. به واسطه تعرق آب و هوای به تله افتاده زیر میلگردهای عاجدار بالایی، بتن موجود در اطراف این میلگردها از استحکام کمتری در مقایسه با میلگرد های پایینی برخوردار می باشد.
بررسی پیوستگی به اعضای بتن با استفاده از میلگردهای الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)
۵- مدلسازی ارتباط اجزای تشکیل دهنده لغزش – پیوستگی
یک مدلسازی کامل در خصوص ارتباط اجزای تشکیل دهنده پیوستگی یعنی همان ارتباط لغزش- پیوستگی ( ) که هم اکنون برای میلگردهای عاجدار فولادی مهیا می باشد جهت استفاده در میلگردهای عاجدار GFRP نیز مورد نیاز خواهد بود تا آنکه قابلیت انجام تحلیل های تئوریکی با جزئیات آن یا تحلیل المان محدود غیرخطی در برخی از مواقع وجود داشته باشد. سه رابطه پیوستگی – لغزش تئوریکی (مدل Malvar، مدل EBP استفاده شده برای اجزای فولادی و مدل CMR) برای میلگردهای عاجدار GFRP پیشنهاد شده است.
بررسی پیوستگی به اعضای بتن با استفاده از میلگردهای الیاف پلیمر تقویت شده (FRP)
۶- نتیجه گیری
رفتار پیوستگی به طور تجربی با استفاده از ۶۴ تیر و ۱۸ نمونه بیرون کشیده که حاوی میلگردهای عاجدار فولادی و میلگردهای عاجدار GFRP صاف بوده اند مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل داده های آزمایشی منجر به حصول نتایج ذیل شده است:
میلگردهای عاجدار GFRP نشان دهنده مقادیر مقاومت پیوستگی کمتری در مقایسه با میلگردهای عاجدار فولادی می باشند.
برای میلگردهای عاجدار GFRP، پارامترهای چسبیدگی و اصطکاک کنترل کننده مقاومت پیوستگی می باشند.
میانگین حداکثر مقاومت پیوستگی به هنگامی که قطر میلگرد عاجدار افزایش می یابد با کاهش روبرو می گردد.
بار کششی وارده نزدیک به مقاومت کششی میلگردهای عاجدار و به هنگامی خواهد بود که طول جایگیری افزایش می یابد.
مقدار K برای میلگردهای عاجدار GFRP به میزان ۰۶۴/۰ می باشد.
تاثیر میلگرد بالایی مشاهده شده برای میلگرد عاجدار فولادی همچنین برای میلگردهای عاجدار GFRP نیز وجود دارد. به علاوه مشخص شد که ضریب اصلاح (نسبت مقاومت پیوستگی برای میلگردهای عاجدار پایینی در مقایسه با میلگردهای بالایی) از ۰۹/۱ الی ۳۲/۱ متغیر می باشد. این مورد پیشنهاد شد که از ضریب ۳۰/۱ استفاده شود تا آنکه قابلیت به حساب آوردن تاثیر میلگرد بالایی وجود داشته باشد.
یک مدل جدید، همانگونه که در معادله (۱۴) بیان شد، برای شاخه صعودی قانون لغزش – پیوستگی پیشنهاد شده است.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
