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
۶۹
کد مقاله
CVL69
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
رفتار دال های بتنی تقویت شده با میله های FRP تحت اثرات دمایی و بار پایدار
نام انگلیسی
Behavior of FRP Bars-Reinforced Concrete Slabs under Temperature and Sustained Load Effects
تعداد صفحه به فارسی
۳۵
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۷
کلمات کلیدی به فارسی
میله های FRP, بار حرارتی, بار مکانیکی, چرخه های یخ زدگی / ذوب شدگی, پوشش بتن
لابراتوار مواد و احیای ساختار، دانشگاه لوگوآت، الجزایر دپارتمان مهندسی راه و ساختمان، دانشگاه شربوک، کانادا
مرجع به انگلیسی
Polymers; Structure Rehabilitation and Materials Laboratory (SREML), University of Laghouat; Department of Civil Engineering, University of Sherbrooke, 2500, blvd Université, Sherbrooke, Canada
کشور
کانادا
رفتار دال های بتنی تقویت شده با میله های FRP تحت اثرات دمایی و بار پایدار
چکیده
گوناگونی زیاد دما تأثیر مضری بر روی آن دسته از سازه های بتنی دارد که با استفاده از میله های پلیمر مسلح با الیاف (FRP) تقویت شده اند. علت این امر به واسطه تفاوت معنی دار بین ضریب عرضی انبساط حرارتی این میله ها با بتن سخت شده می باشد. این تفاوت سبب ایجاد یک فشار شعاعی / رادیال در سطح مشترک میله / بتن FRP می گردد و ممکن است موجب بروز ترک خوردگی در داخل بتن نیز شود. این مقاله ارائه دهنده نتایج بررسی های تجربی و تحلیلی در ارتباط با دال های بتنی تقویت شده با FRP می باشد که به طور همزمان در معرض بارهای حرارتی و مکانیکی قرار گرفته اند. مدل تحلیلی بر مبنای تئوری الاستیسیته خطی جهت ارزیابی اثرات ترکیبی بارهای حرارتی و مکانیکی انبساط عرضی میله های FRP بکار گرفته شده است. پارامترهای مورد بررسی در این مطالعه ضخامت پوشش بتن، قطر میله FRP و گوناگونی حرارتی می باشد. چرخه های گرمایی از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس متغیر می باشند. با مقایسه بین نتایج تحلیلی و تجربی میتوان مشاهده نمود که کرنش های عرضی پیش بینی شده از مدل پیشنهادی از همبستگی خوبی با نتایج تجربی برخوردار می باشند.
کلمات کلیدی:میله های FRP، بار حرارتی، بار مکانیکی، چرخه های یخ زدگی / ذوب شدگی، پوشش بتن
فهرست اصطلاحات:
c: ضخامت پوشش بتن
db: قطر میله FRP
Ec: مدول الاستیسیته بتن
Eft: مدول الاستیسیته میله FRP در مسیر عرضی
fct: تاب کششی
Fu: بار گسیختگی / نهایی
f’c28: تاب فشردگی بتن
P: فشار شعاعی
R=b/a: نسبت شعاع استوانه بتن “b” با شعاع میله FRP“a”
aft: ضریب عرضی انبساط حرارتی میله های FRP
ac: ضریب انبساط حرارتی بتن
DT: گوناگونی دمایی
εft: کرنش های پیرامونی در میله FRP در سطح مشترک میله / بتن FRP
εct: کرنش های پیرامونی در بتن در سطح مشترک میله / بتن FRP
εfl: کرنش طولی در میله FRP به واسطه صرفاً بار مکانیکی
εcl: کرنش طولی در بتن کششی به واسطه صرفاً بار مکانیکی
nc: ضریب پواسون بتن
ntt: ضریب پواسون میله FRP در مسیر عرضی
nlt: ضریب پواسون میله FRP (نیروی بکارگرفته شده در مسیر طولی و کرنشهای برآورد شده در مسیر عرضی)
r: شعاع از مرکز استوانه بتن
sr: تنش شعاعی در پوشش بتن
st: تنش پیرامونی در پوشش بتن
st, max: حداکثر تنش پیرامونی در پوشش بتن
رفتار دال های بتنی تقویت شده با میله های FRP تحت اثرات دمایی و بار پایدار
۱- مقدمه
کاربرد پلیمر تقویت شده با الیاف غیر فلزی (FRP) به عنوان جایگزینی برای استفاده از فولاد مسلح در سازه های بتنی، مخصوصاً تحت شرایط محیطی سخت و خشن، به شمار می آید. کاربرد این مؤلفه به واسطه مقاومت بالا در برابر خوردگی و عملکرد مکانیکی بالای آن به صورت گسترده ای در حال پذیرش می باشد [۱]. با این وجود، رفتار مکانیکی مختلف رویه های مستحکم سازی غیرفلزی، در مقایسه با فلزات، شامل برخی از نقض ها نیز می باشد که می توان عدم وجود سازگاری حرارتی بین بتن و آرماتور FRP را در این زمینه مشخص ساخت. ضریب انبساط حرارتی (CTE) در مسیر عرضی میله های FRP نوعاً بسیار بیشتر از ضریب CTE در مسیر طولی می باشد. برای میله های پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه ای (GFRP)، در عین آنکه CTE طولی (LCTE) مشابه با نوع بتنی آن است، CTE عرضی (TCTE) آن به میزان سه تا هشت برابر بزرگتر می باشد. به واسطه تفاوت بین ضرایب عرضی و انبساط حرارتی میله های TCTE و بتن، یک فشار شعاعی یا رادیال در سطح میانجی میله / بتن TCTE ایجاد میگردد که شامل تنش های کششی در داخل بتن تحت فرایند افزایش دما می باشد. این تنش های کششی ممکن است سبب بروز ترک خوردگی هایی در داخل بتن گردیده و نهایتاً سبب تنزل سفتی اعضا شود. در نتیجه، کرنش های حرارتی مهم دقیقاً پس از پدیدار شدن اولین ترک خوردگی در بتن بروز خواهند نمود، آن هم به هنگامی که تنش حرارتی در بتن در اطراف میله های GFRP، درموقعیت های مختلف، به مقاومت یا تاب کششی خود (fct) می رسد. این ترک خوردگی های حرارتی ممکن است سبب تنزل پیوند بین میله های GFRP و بتن پیرامون آن شده، و نهایتاً، سبب بروز شکست پوشش بتن گردد، آن هم در صورتی که عملکرد محدود بتن در حد کفایت مطلوب نباشد [۲، ۳].
با این وجود، اثرات حرارتی بر روی خواص مکانیکی FRP به وسیله کلیه مقالات ارائه شده مورد شناسایی قرار گرفته اند، با این حال هیچگونه رهنمودی برای طراحی سازه های بتن تقویت شده با FRP تحت تأثیرات گوناگونی دما ارائه نشده است [۴]. بنابراین، درک بهتر رفتار گرمایی سازه های بتن تقویت شده با FRP، به هنگامی که در معرض گوناگونی های بزرگ دمایی قرار می گیرند، همچنان به عنوان یک ضرورت به شمار می آید.
این مقاله اقدام به ارائه مطالعات تجربی و تحلیلی در زمینه رفتار حرارتی ـ ساختاری مؤثر دال های بتن تقویت شده با GFRP یک طرفه نموده است که از ضخامت های پوششی بتنی مختلفی برخوردار می باشند. این دال ها به صورت همزمان در معرض بارهای آزمایشی قرار گرفتند که عبارتند از: بار مکانیکی مداوم ۲۰%، بار نهایی خمشی دال ها، و گوناگونی دمایی از منفی ۳۰ درجه الی ۶۰ درجه سلسیوس که به طور کلی معرف گوناگونی دمایی جهانی در بسیاری از کشورها (همانند آمریکای شمالی، کشورهای عرب خلیج فارس، و غیره) می باشد. مقایسه های بین نتایج تجربی و تحلیلی مشخص کننده این موضوع می باشند که کرنش های حرارتی عرضی پیش بینی شده از مدل پیشنهادی در توافق خوبی با نتایج تجربی هستند.
رفتار دال های بتنی تقویت شده با میله های FRP تحت اثرات دمایی و بار پایدار
۲- بخش آزمایشی
۲ـ۱٫ توصیف ویژگی های کاربردی دال ها
مجموعه ای از شش سری نمونه دال بتنی تقویت شده با میله های GFRP برای این برنامه آزمایشی ساخته شد، که هر سری متشکل از سه دال می باشد: SA، SB و SC. این دال ها از ابعادی به پهنای ۵۰۰ میلی متر، ۱۹۵، ۲۰۰ و ضخامت ۲۱۵ میلیمتر، طول کلی ۲۵۰۰ میلیمتر، و دهانه بین تکیه گاه ها به میزان ۲۰۰۰ میلیمتر برخوردار می باشند (جدول ۱). سه سری از این دال ها به صورت طولی با استفاده از شش میله V-Rod شیشه ای FRP شکل با قطر ۹/۱۵ میلیمتر (میله شماره ۵)، تحت فرایند استحکام قرار گرفتند، و سه مورد دیگر نیز به صورت طولی با استفاده از میله های FPR شیشه ای V-Rod شکل به قطر ۱/۱۹ میلیمتر (میله شماره ۶) تقویت شدند. پوشش های بتنی بکار گرفته شده در این مطالعه (۲۵، ۳۰ و ۴۵ میلیمتر) بر مبنای توصیه های ISIS-N°۳-۲۰۰۷ انتخاب شدند [۵]. دال SA نیز در معرض دو ویژگی ذیل قرار گرفت: گوناگونی دمایی (از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس با استفاده از اتاق حرارتی نشان داده شده در شکل ۱) و بارهای مکانیکی که به صورت تقریبی برابر ۲۰% بار نهایی تئوریکی (Fu)، همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده است. دال SB نیز در معرض گوناگونی دمایی از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس قرار گرفت. دال SC به عنوان نمونه کنترلی مشخص گردیده و در دمای اتاق (۲۳ ± ۱ °C) قرار داده شد. بار مکانیکی کاربردی برای این دال ها بر روی دو خط بارگذاری شده عرضی در دهانه وسطی دال ها توزیع شد. فاصله بین این دو خط بارگذاری ۵۰۰ میلیمتر تعیین گردید. به استثنای ضخامت پوشش بتن، قطر میله ها، گوناگونی دمایی و بارهای مکانیکی، کلیه دیگر پارامترها، نظیر طول و پهنای دال ها، دهانه برشی، و تاب فشردگی بتن، به صورت ثابت برای نمونه های دال مدنظر قرار گرفت.
۲ـ۲٫ راهکار آزمایشی
نمونه های دال بتنی SA و SB تحت گوناگونی دمای مورد آزمایش قرار گرفتند. دمای از ۲۰ الی ۳۰- درجه سلسیوس و متعاقباً از ۳۰- تا ۶۰+ سلسیوس با استفاده از اتاق حرارتی نشان داده شده در شکل ۱ متغیر گزارش شد. هدف این مرحله ارائه یک مدل تحلیلی جهت پیش بینی رفتار حرارتی دال های بتنی تقویت شده ـ FRP می باشد که به صورت همزمان در برابر بارهای مکانیکی و حرارتی قرار گرفته اند. به هنگامی که دما در بتن تثبیت گردید و این تثبیت شدگی برای هر مرحله در میله های GFRP مشخص شد، کلیه اطلاعات خوانده شده در ارتباط با ویژگی های دمایی و کرنشی ثبت گردیدند. دما در هر مرحله به میزان ۱۰ درجه سلسیوس افزایش یافته و جهت حاصل آوردن توزیع باثبات و یکپارچه دما در دال هر مرحله نیازمند ۱۰ الی ۱۶ ساعت می باشد، همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده است. نمونه ها متعاقباً به صورت دیداری مورد بررسی قرار گرفته تا هرگونه ترک خوردگی محرز شود. علاوه بر بار حرارتی، دال SA تحت بار مکانیکی قرار گرفت که معرف تقریباً ۲۰% بار نهایی یا بار گسیختگی (Fu) می باشد. مجموع بارها تقریباً به میزان ۴۰ کیلو نیوتن برآورد شدند. به هنگامی که کرنش های مکانیکی تثبیت گردیدند، کلیه کرنش ها ثبت شده و متعاقباً به منظور ارائه نتایج بر حسب کرنش های صرف حرارتی به صفر رسیدند. کرنش های حرارتی متعاقباً اصلاح شده تا قابلیت به حساب آوردن تأثیر حرارتی بر روی گیج ها / درجات کرنشی بر مبنای توصیه های تولید کننده وجود داشته باشد. در انتهای چرخه های حرارتی، کلیه کرنش ها به صفر رسیدند و سه دال SA، SB و SC نیز در معرض تست خمشی چهار نقطه ای قرار گرفته و این آزمایش تا زمان بروز شکست تداوم یافت تا قابلیت بررسی تأثیر حرارتی و بارهای ترکیبی حرارتی و مکانیکی بر روی رفتار خمشی دال ها به وجود آید. نتایج تست خمشی به وسیله Bellakehal و همکاران (۲۰۱۳) مشخص شد [۶].
رفتار دال های بتنی تقویت شده با میله های FRP تحت اثرات دمایی و بار پایدار
۲ـ۳٫ مواد
۲ـ۳ـ۱٫ بتن
برای هر دال، شش استوانه بتنی استاندارد ۱۵۰ میلیمتر در ۳۰۰ میلیمتر ریخته گری شده و با آب به مدت ۲۸ روز در دمای اتاق تحت شرایط یکسان همانند نمونه های دال تحت پخت و فرآوری قرار گرفت. این استوانه ها جهت ارزیابی تاب کششی و تاب فشاری بتن در ۲۸ روز مورد آزمایش قرار گرفته که این آزمایش دقیقاً قبل از آزمایشات نمونه دال انجام گرفت. تاب کششی با استفاده از ترک خوردگی مشخص شد. مدول الاستیسیته نیز بر مبنای ویژگی توصیه شده بر حسب دستورالعمل CAN/CSA-S806-12 محاسبه شد [۷]. ضریب پوآسون و ضریب انبساط حرارتی به صورت مساوی به میزان nc= 0.17 و ac = 11.7 ´ ۱۰-۶/°C به ترتیب مشخص گردیدند، آن هم با توجه به آنکه بتن ا ستفاده شده همان بتن معمولی می باشد. ویژگی های مکانیکی بتن در جدول ۱ ارائه شده است.
۲ـ۳ـ۲٫ میله ها
خواص مکانیکی و حرارتی میله های GFRP که در این مطالعه بکار گرفته شد در جدول ۲ ارائه شده اند. مدول الاستیسیته همانگونه که بر مبنای دستورالعمل ACI 440.3R-04 پیشنهاد شده است محاسبه می گردد [۸]. مقادیر میانگین ضرایب انبساط حرارتی میله های GFRP به وسیله آزمایش تحلیل مکانیکی حرارتی (TMA) برای گوناگونی دمایی از ۳۰- درجه سلسیوس الی ۶۰+ سلسیوس اندازه گیری شد. ویژگی های دیگر بر مبنای مقادیر مشخص شده توسط تولید کننده تعیین شد.
۲ـ۴٫ نتایج و مباحث
۲ـ۴ـ۱٫ رفتار حرارتی ـ مکانیکی میله های FRP
شکل های ۴ و ۵ نشان دهنده مقایسه بین دال های SA و SB بر حسب کرنش های طولی در سطح مشترک میله / بتن FRP به عنوان تابع دمایی می باشد (برای گوناگونی دمایی از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس و یک بار مکانیکی کاربردی ۲۰% Fu)، مترادف با قطر میله FRP برابر با به ترتیب N°۱۶ و N°۱۹.
از این شکل ها، می توان مشاهده نمود که هیچ گونه تفاوت بزرگی در کرنش های حرارتی طولی دال های SA و SB، مخصوصاً، برای گوناگونی دمایی بین ۳۰- و ۴۰+ درجه سلسیوس وجود ندارد. با این حال، برای دماهای بزرگتر از ۴۰ درجه سلسیوس، کرنش های طولی دال های SA، که در معرض بارهای ترکیبی حرارتی و مکانیکی قرار می گیرند، به طور کلی کمتر از این ویژگی برای دال های SB می باشد (که در معرض صرفاً بارهای حرارتی قرار گرفته اند) مخصوصاً برای نسبت های c/db کمتر از ۶/۱٫ این کاهش می تواند به ۳۰% برای دمای ۶۰+ درجه سلسیوس برسد. علت این امر تنزل پیوند بین میله های GFRP و بتن دال SB در دمای بالا به واسطه به وجود آمدن ترک های شعاعی می باشد که در داخل بتن در سطوح مشترک پدیدار گردیده که خود ناشی از فشار شعاعی می باشند. این فشار در سطح مشترک ایجاد می گردد که علت آن را می توان عدم سازگاری حرارتی عرضی بین بتن و میله FRP در نظر گرفت. با این وجود، برای دال SA (تحت بارهای حرارتی و مکانیکی ترکیبی) بار مکانیکی سبب کاهش این فشار شعاعی یا رادیال خواهد شد. در نتیجه، تنش کششی کاهش یافته و نهایتاً ترک های رادیال یا شعاعی قابلیت تقلیل خواهند یافت، که سبب ارتقای پیوند بین مصالح تقویتی و بتن خواهد شد. چنین موردی همچنین بر مبنای مدل تئوریکی مورد تأیید قرار گرفته است که در این مطالعه ارائه گردیده و معرف آن می باشد که فشار شعاعی P به هنگامی کاهش خواهد یافت که بار مکانیکی بکار گرفته شود (معادله ۵).
۲ـ۴ـ۲٫ رفتار حرارتی ـ مکانیکی بتن
شکل های ۱۰ و ۱۱ نشان دهنده مقایسه ای بین دال های SA (قرار گرفته در معرض بارهای ترکیبی حرارتی و مکانیکی) و SB (قرار گرفته در معرض صرفاً بار حرارتی) بر حسب کشش عرضی کرنش های بتن در سطح خارجی پوشش بتن به عنوان یک تابع دمایی (برای یک گوناگونی دمایی از ۳۰- الی ۶۰+ سلسیوس و یک بار مکانیکی ۲۰% Fu)، متناظر با میله FRP به قطر N°۱۶ و N°۱۹ به ترتیب، می باشد.
رفتار دال های بتنی تقویت شده با میله های FRP تحت اثرات دمایی و بار پایدار
۳- مدل تحلیلی
مدل تحلیلی جهت آنالیز تأثیر ترکیبی بارهای حرارتی و مکانیکی بر روی رفتار یک استوانه بتنی که به صورت متحدالمرکز با میله FRP تقویت شده مورد استفاده قرار گرفته است. این مدل مطالعه شده بر مبنای فرضیه های ذیل می باشد:
ـ یک پیوند کامل بین بتن و میله FRP
ـ رفتار بتن و میله های FRP به صورت الاستیسیته خطی می باشد.
– سطح مقطع استوانه بتنی پس از دفرمه شدگی به صورت مسطح باقی می ماند.
ـ عدم وجود میله های تقویتی عرضی جهت ارزیابی تنها تعاملات پوشش بتنی در خصوص تقویت تنش های کششی به واسطه بارهای کاربردی.
جهت مشخص سازی کرنش ها و تنش های حرارتی به واسطه فشار شعاعی P که به وسیله میله FRP بر روی پوشش بتنی تحت افزایش دمایی ΔT حاصل شده است، Rahman و همکاران [۱۰] اقدام به ارائه یک مدل تحلیلی بر مبنای تئوری الاستیسیته Timoshenko [11] برای یک استوانه بتنی نمودند که به صورت محوری با میله های FRP تقویت شده است و در معرض صرفاً بارهای حرارتی قرار گرفته است. عبارت فشار رادیال یا شعاعی به شرح ذیل مشخص می شود:
رفتار دال های بتنی تقویت شده با میله های FRP تحت اثرات دمایی و بار پایدار
۴- مقایسه نتایج تحلیلی و تجربی
شکل ۱۴ و ۱۵ ارائه دهنده منحنی های نوعی می باشد که در آن اقدام به مقایسه نتایج تجربی با پیش بینی های تحلیلی شده است که در معادلات (۲) و (۳)، بر حسب کرنش های حرارتی عرضی، در سطح مشترک میله / بتن FRP به عنوان تابع گوناگونی دمایی (ΔT) در دهانه ـ میانی دال های SA، ارائه شده است. این دال ها تحت بارهای ترکیبی حرارتی و مکانیکی آزمایش شده اند (با گوناگونی دمایی از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس و همچنین بار مکانیکی ۲۰% Fu). ذکر این نکته ضروری است که دمای مرجع برابر با ۲۳ ± ۱ °Cمی باشد.
این موضوع مشاهده شده است که نتایج تجربی به طور گسترده ای بیشتر از نتایج حاصل آمده از مدل تحلیلی می باشند. گوناگونی احتمالاً به واسطه ایجاد ترک خوردگی های محیطی دور میله های FRP به واسطه تنش های کششی شعاعی است که در دمای پایین ایجاد شده اند و سبب اضافه شدن این مشکل به اثرات مربوط به چروکیدگی گردیده است. با این وجود، در دمای بالا، این گوناگونی به واسطه ترک های شعاعی می باشد که به واسطه انبساط حرارتی میله های FRP به هنگام افزایش دما رخ داده است. این ترک ها در فرضیه های مدل تحلیلی بر مبنای تئوری الاستیسیته مدنظر قرار نگرفته اند.
جهت تعیین کرنش های عرضی میله های FRP، مدل تحلیلی (معادله ۳) به گونه ای اصلاح شد تا در تناسب با نتایج تجربی حاصل آمده از دال های بتنی تقویت شده با FRP قرار گیرند که تحت یک گوناگونی دما از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس مورد آزمایش قرار گرفتند، آن هم به صورت توأم با یک بارگذاری مکانیکی ۲۰% بار نهایی دال ها. مدل پیشنهادی بر حسب معادله ذیل ارائه می شود:
رفتار دال های بتنی تقویت شده با میله های FRP تحت اثرات دمایی و بار پایدار
۵- نتیجه گیری
هجده دال بتنی تقویت شده با میله های FRP مقیاس بزرگ مورد ریخته گری و آزمایش قرار گرفتند. دال ها به شش سری تقسیم شدند. هر کدام از آنها در بردارنده سه دال می باشند. اولین دال در معرض گوناگونی های دمایی و بارهای مکانیکی قرار گرفت. دومین دال در معرض صرفاً گوناگونی دمایی قرار گرفت. آخرین دال نیز به عنوان دال کنترلی مشخص گردیده و در دمای اتاق قرار داده شد. پارامترهای مطالعاتی استفاده شده عبارتند از: ضخامت پوشش بتن، قطر میله FRP، و دما. دما از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس متغیر بوده و بار مکانیکی بکار گرفته شده نیز ۲۰% بار نهایی یا گسیختگی دال (Fu) مشخص گردید. هدف اصلی این مطالعه بررسی اثر بار مکانیکی بر روی رفتار میله های GFRP تقویت شده با دال های بتنی، قرار گرفته در معرض محدوده های بزرگ دمایی (۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس) می باشند. با این وجود، اثرات دمایی به عنوان مشکل ترین نقص اعضای بتنی تقویت شده با FRP به شمار می آیند، بر این مبنا هیچ گونه مطالعه ای که اقدام به بررسی این اجزا تحت گوناگونی دمای بزرگ به صورت همزمان با بارهای مکانیکی نماید، همانگونه که در این مقاله توصیف شده است، وجود ندارد. ذکر این نکته ضروری است که این نتایج برای دال های دارای مواد استفاده شده در این مطالعه معتبر هستند. بر مبنای تحلیل نتایج آزمایشی و تحلیلی بر حسب کرنش های حرارتی بتن و میله های GFRP، نتیجه گیری های ذیل را می توان حاصل آورد.
اثر بار مکانیکی ۲۰% بار گسیختگی / نهایی (Fu) دال های بتنی تقویت شده دارای هیچ گونه تأثیر معنی داری بر روی کرنش های حرارتی عرضی میله های GFRP قرار گرفته در بتن تحت گوناگونی دمایی از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس نمی باشد.
در دمای بالا (بالاتر از ۴۰ درجه سلسیوس) کرنش های حرارتی طولی در سطح میانجی میله / بتن GFRP تحت بارهای مکانیکی کاربردی کاهش می یابد. این کاهش به میزان ۳۰%، برای دمای ۶۰+ درجه سلسیوس، به واسطه کاهش فشار شعاعی ایجادی در سطح مشترک، محقق می گردد. با این وجود، برای گوناگونی دماهای از ۳۰- الی ۴۰+ درجه سلسیوس، بار مکانیکی دارای تأثیر زیادی بر روی کرنش های حرارتی طولی در سطح مشترک میله / بتن GFRP نمی باشد.
رفتار حرارتی ـ مکانیکی میله های GFRP قرار گرفته شده در بتن دال های حقیقی به صورت الاستیسیته خطی می باشد.
گوناگونی ضخامت پوشش بتن نیز دارای هیچ گونه تأثیر مهمی بر روی کرنش های حرارتی عرضی در سطح مشترک میله / بتن GFRP نمی باشد، آن هم با توجه به گوناگونی دماهایی از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس. با این وجود، کرنش های حرارتی عرضی با توجه به افزایش قطر میله FRP کاهش می یابند.
در دمای بالا، کشش عرضی کرنش های بتن در سطح خارجی پوشش بتن تحت بار مکانیکی کاهش می یابند. این کاهش از ۵ الی ۱۵%، برای دمای ۶۰+ درجه سلسیوس، متغیر خواهد بود، که علت آن را می توان کاهش فشار شعاعی و در نتیجه کاهش انتشار ترک های شعاعی در سطح پوشش بتن دانست. در عین حال، برای دمای پایین (کمتر از ۳۰ درجه سلسیوس)، بار مکانیکی ۲۰% Fu، دارای هیچ گونه تأثیر قابل توجهی بر روی کشش عرضی کرنش های بتن نخواهد بود.
نسبت های ضخامت پوشش بتن در برابر قطر میله FRP (c/db) از ۳/۱ الی ۸/۲ متغیر هستند که البته جهت اجتناب از شکست پوشش بتن میله های GFRP کفایت خواهد داشت ـ میله هایی که با استفاده از دال های بتنی تقویت شده تحت بارهای ترکیبی حرارتی و مکانیکی برای مواد بکار گرفته شده در این مطالعه استفاده شده اند.
کرنش های عرضی، در سطح مشترک میله / بتن FRP دال بتنی تحت بارهای حرارتی و مکانیکی، پیش بینی شده از مدل تحلیلی بیشتر از موارد حاصله از آزمایشات تجربی می باشند. علت این امر به واسطه وجود ترک های ایجادی در داخل بتن در سطح مشترک می باشد که در مدل تحلیلی خطی بر مبنای تئوری الاستیسیته مدنظر قرار نگرفته است.
کرنش عرضی، در سطح مشترک میله / بتن FRP، پیش بینی شده از مدل پیشنهادی، در توافق خوبی با نتایج تجربی حاصله از دال های بتنی تقویت شده با میله های GFRP تحت بار ترکیبی حرارتی (از ۳۰- الی ۶۰+ درجه سلسیوس) و بار مکانیکی (۲۰% بار گسیختگی یا نهایی دال ها) می باشد.
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.
