بررسی عملکرد سیستم میله– مهار– الیاف در حذف مود شکست جداشدگی پوشش بتن در تقویت خمشی تیرهای بتن‌آرمه با FRP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران.

چکیده

تقویت خمشی سازه‌های بتن‌آرمه (RC) با استفاده از پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف (FRP) به‌عنوان یکی از روش‌های مؤثر در بهسازی و ارتقای عملکرد سازه‌ها شناخته می‌شود. با این حال، وقوع شکست‌های زودرس نظیر جداشدگی ورقه‌ی FRP از سطح بتن (Debonding) و جداشدگی پوشش بتن از وجه کششی عضو تقویت‌شده (CCD)، مانع بهره‌برداری کامل از ظرفیت FRP است. در این پژوهش، یک برنامه‌ی آزمایشگاهی شامل ۱۲ تیر بتن‌آرمه تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه‌ای اجرا شد تا کارایی روش میله-مهار-الیاف (BAF) در کنترل CCD و بهبود رفتار خمشی ارزیابی شود. نمونه‌ها در چهار گروه اصلی شامل نمونه‌های شاهد (REF)، نمونه‌های تقویت‌شده با روش شیارزنی با نصب ورقه بر روی شیار (EBROG)، نمونه‌های تقویت شده به روش نصب در نزدیک سطح (NSM) بدون مهار (NU) و تیرهای NSM با روش BAF با طول‌های ۱۱۵، ۱۵۰ و ۲۰۰ سانتی‌متر (NA115، NA150، NA200) ساخته و آزمایش شدند. نتایج نشان داد روش BAF موجب حذف کامل CCD شده و ظرفیت باربری نهایی و شکل‌پذیری تیرها را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. به‌طور خاص، ظرفیت باربری گروه NA115 نسبت به تیر شاهد تا ۷۱% افزایش یافت. همچنین، افزایش طول نمونه موجب ارتقای عملکرد سیستم میله-مهار-الیاف در زمینه‌ی بهبود ظرفیت خمشی و تغییرشکل نهایی شد. بر این اساس، می‌توان نتیجه گرفت که سیستم مهاری انتهایی در میله‌های HMFRP و نیز طول این میله‌ها در سیستم میله-مهار-الیاف، نقش تعیین‌کننده‌ای در بهره‌برداری کامل از ظرفیت CFRP داشته و روش BAF یک راهکار عملی برای افزایش ظرفیت باربری سازه‌های بتن‌آرمه تقویت‌شده با FRP به‌شمار می‌رود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Bar–Anchor–Fiber System for Preventing Concrete Cover Delamination in Flexural Strengthening of RC Beams with FRP

نویسندگان [English]

  • Hossein Mazaheri
  • Seyed Ahmad Mobinipour
  • seyed Mohammad Banijamali
Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Qom, Qom, Iran.
چکیده [English]

Flexural strengthening of reinforced concrete (RC) structures using fiber-reinforced polymers (FRP) is recognized as one of the most effective methods for structural rehabilitation and performance enhancement. However, the occurrence of premature failures—such as debonding of the FRP sheet from the concrete surface and concrete cover delamination (CCD) from the tensile face of the strengthened member—prevents full utilization of the FRP capaci-ty. In this study, an experimental program consisting of 12 RC beams under four-point bending was carried out to evaluate the effectiveness of the Bar-Anchor-Fiber (BAF) technique in controlling CCD and improving flexural behavior. The specimens were divided into four main groups: control beams (REF), beams strengthened using the grooving methods such as externally bonded reinforcement on grooves (EBROG), beams strengthened with near-surface mounted (NSM) FRP without anchorage (NU), and NSM beams strengthened using the BAF method with bar lengths of 115, 150, and 200 cm (NA115, NA150, NA200). The results showed that the BAF technique completely eliminated CCD and significantly increased both the ultimate load-carrying capacity and the ductility of the beams. Moreover, increasing the anchorage length improved the perfor-mance of the Bar-Anchor-Fiber system in terms of flexural capacity and ul-timate deformation, with the NA200 beams exhibiting the highest perfor-mance. Accordingly, it can be concluded that the end-anchorage system in HMFRP bars, as well as the bar length in the BAF configuration, plays a decisive role in fully exploiting the capacity of CFRP.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete Cover Delamination (CCD) Externally Bonded Reinforcement on Grooves (EBROG)
  • Near-surface mounted (NSM) technique
  • Bar–Anchorage–Fiber (BAF) system
CAPTCHA Image