مقاوم سازی دال بتنی با استفاده از کامپوزیت های مسلح سیمانی الیافی توانمند

همتی, علی; ذوالفقاری, مطهره

doi:10.30478/jcsm.2018.66524

مقاوم سازی دال بتنی با استفاده از کامپوزیت های مسلح سیمانی الیافی توانمند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سمنان، سمنان، ایران

² دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان

10.30478/jcsm.2018.66524

چکیده

گذشت زمان، تغییر کاربری، به روز شدن آیین نامه های طراحی و وقوع رخدادهای طبیعی از جمله عواملی هستند که سبب می شوند اعضا و یا سازه ها نیاز به مقاوم سازی پیدا کنند. ساختمان های بتنی نیز با توجه به گستردگی خود از این امر مستثنی نبوده و روش های مختلفی برای مقاوم سازی آنها ارائه گردیده است. یکی از روش های مقاوم سازی اعضای بتن آرمه، استفاده از مصالح بتنی توانمند است. کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند (HPFRCC) مصالحی توانمند و شکل پذیر است که از ترکیب ملات سیمان و الیاف تشکیل می شود. سخت شوندگی کرنش کششی و قابلیت تشکیل ترک های چندگانه از مهم ترین ویژگی های این مصالح توانمند است که آن را برای مقاوم سازی اعضای بتنی، مناسب می کند. در این مقاله از لایه های HPFRCC در ضخامت های مختلف،برای مقاوم سازی یک دال بتنی استفاده گردیده و با استفاده از روش اجزای محدود ظرفیت دال های مقاوم سازی شده، محاسبه و با ظرفیت دال بتنی مبنا مقایسه می شود.نتایج نشان می دهد که استفاده از لایه HPFRCCدر مقایسه با بتن معمولی، باعث افزایش بیشتری در میزان بار نهایی و شکل پذیری دال ها می گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Strengthening the reinforced concrete slab by HPFRCC material

نویسندگان [English]

Ali Hemmati ¹
Motahhare Zolfaghari ²

¹ Civil Engineering Department, Islamic Azad University, Semnan Branch, Semnan, Iran

² Islamic Azad University, Semnan Branch

چکیده [English]

A number of reasons may necessitate the need for strengthening the existing structures. It may be due to age of the building, change in use of it, revisions in structural codes and occurrence of natural disasters. Reinforced concrete buildings are widely constructed in the world and some methods have been presented for strengthening of these buildings. Reinforced concrete structures can be strengthened by high performance concrete materials. High performance fiber reinforced cement composites (HPFRCC) are ductile materials containing cement mortar and fibers. Tensile strain hardening behavior and multiple cracking are the main characteristics and consequently it is suitable for strengthening of reinforced concrete members. In this paper, HPFRCC layers with different thicknesses have been used for strengthening of the existing reinforced concrete slab. Load capacity of these strengthened slabs are determined by finite element method and compared with that of reinforced concrete slab. Results show that using HPFRCC material in these members concludes to more ultimate load and ductility compared to those of reinforced concrete slab.

کلیدواژه‌ها [English]

Ductility
HPFRCC
slab
strengthening
ultimate load

مراجع

[1] Naaman, A.E., and Reinhardt, H.W., (2003), High performance fiber reinforced cement composites, HPFRCC- 4, France.

[2] Li, V.C., (2007), Engineered cementitious composites (ECC)-material, structural, and durability performance, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109.

[3] JSCE, (2008), Recommendations for design and construction of high performance fiber reinforced cement composites.

[4] Qian, S., and Li, V.C., (2007), Simplified inverse method for determining the tensile strain capacity of strain hardening cementitious composites, Journal of Advanced Concrete Technology, 5(2): 235-246.

[5] Bonaldo, E., Barros, J., and Lourenco, P.B. (2008), Efficient strengthening technique to increase the flexural resistance of existing RC slabs, Journal of Composites for Construction, Vol. 12(2): 149-159.

[6] Triantafillou, T., and Papanicolaou, C., (2013), Innovative applications of textile-based composites in strengthening and seismic retrofitting as well as in the prefabrication of new structures, Advanced Materials Research, 639: 26-41.

]7[خرم، نگین، شربتدار، محمدکاظم، (1393)، بررسی تقویت خمشی دالهای ضعیف بتن آرمه با لایههای متفاوت کامپوزیت‌های الیافی توانمند"، تحقیقات بتن، سال هفتم، 2: 91-81.

[8] Gholamhoseini, A., Khanlou, A., MacRae, G., Scott, A., Hicks, S., and Leon, R., (2016), An experimental study on strength and serviceability of reinforced and steel fiber reinforced concrete continuous composite slabs, Engineering Structures, 114: 171-180.

[9] Koutas, L.N., and Dionysios, A.B., (2016), Flexural strengthening of two-way RC slabs with textile reinforced mortar:experimental investigation and design equations, Journal of Composites for Construction, 21(1): 149-159.

[10] Facconi, L., Minelli, F., and Plizzari, G., (2016), Steel fiber reinforced self compacting concrete thin slabs-experimental study and verification against Model Code 2010 provisions, Engineering Structures, 122: 226-237.

]11[ افروزنیا، محمد، (1396)، بررسی آزمایشگاهی مقاوم سازی دالهای ضعیف بتن آرمه یک طرفه با استفاده از ورقه‌های بتن توانمند الیافی پیش ساخته"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سمنان.

[12] Abbaszade, M., Sharbatdar, M.K.,and Kheyroddin, A.,(2017), Performance of two-way RC slabs retrofitted by different configurations of high performance fiber reinforced cementitous composite strips, The Open Civil Engineering Journal, 11(1): 650-663.

]13[ به زرد، پژمان، (1394)، مقاوم سازی دالهای دو طرفه با استفاده از الیاف مسلح پلیمری به روش نزدیک سطح"، پایان نامه دکتری، دانشگاه سمنان.

[14] Help of ABAQUS, (2008), Getting started with ABAQUS.

[15] Gencturk B., and Elnashai A.S.,(2012), Numerical modeling and analysis of ECC structures, materials and structures, 46(4): 663-682.

[16] Hemmati, A., Kheyroddin, A., and Sharbatdar, M.K., (2015), Plastic hinge rotation capacity of reinforced HPFRCC beams, Journal of Structural Engineering (ASCE), 141 (2).

[17] Hemmati, A., Kheyroddin, A., and Sharbatdar, M.K., (2014), Proposed equations for estimating the flexural characteristics of reinforced HPFRCC beams, Iranian Journal of Science and Technology IJST, Transactions of Civil Engineering, 38 (C2): 395-407.