ترمیم و مقاوم سازی ساختمان

صفحه 1:
۷ دانشگاه آزاد اسلامی - واحد نیشابور عنوان : ترمیم و مقاوم سازی ساختمان استاد ارجمند: جناب آقای مهندس خسروی داز نشجو : رامین طاهری نیا زمستان 86 

صفحه 2:
* مقاوم سازی ساختمان های فلزی موجود با کاهش مقطع بال * چکیده قبل از زلزله نر تريج ‎٠‏ تضویر بر این بود كه سازه هاى داراى قاب خمشى فولادى داراى رفتار مناسبى در هنكام وقوع زلزله مى باشئد :اما يس از وقوع زلزله نر تريج بر اثر تحقيقات * مشخص شد كه بيشتر اتصالات بعلت ترك خوردكى جوش يدون داشت اشكل پتیری متاسب دخار شکست صلب شدة بود . براى جلوكيرى از ترك خوردكى جوش و در نتيجه شکیین: ترد اتصال:»:می: توان از دوروش:عمده بهزه جست:: یکی تقویت اتصال ر ناحیه اتصال تیر به ستون می باشد . مشکل عمده این روش ازایش لنگر وارده به ستون است . رش دوم :تضعيف تيرادر ناحيه نزديك اتضال مى باشد . در اين روش ميزان كاهش مقطع به حدى است كه باعث انتقال مفصل بلاستيك از بر ستون به داخل تير مى شود . اين بدان علت است که بال پایینی معمولا در دسترس بوده و در داخل دال بتنى قرار ندارد . در اين مقاله با استفاده از نرم ازار 05 به بررسى اين مدلها يرداخته شده است . * كليد وازه ها : اتصال ‎ROG‏ , اتصال ‎ate GOR‏ پلاستیک: متحنی هیسترسیس : چشمه اتضال 

صفحه 3:
مقدمه : پس از زلزله ثر تریج ؛ خرابیهای بسیاری در سازه های فولادی که دارای قاب خمشی فولادی ویژه بودند رخ داد . این خرابیها نشان دهنده ضعف اين سیستم در برابر زلزله بود . در صورتیکه تا پیش از زلزله نر تریج تصور بر آن بود که سازه های دارای قاب خمشی ویژه دارلی رفتار بسیار مناسبی در هنگام وقوع زلزله می باشد . اما مشاهده شد که عدم توجه به نحوه تشکیل مفصل پلاستیک باعث تشکیل مفصل پلاستیک در بر ستون و در نتیجه تمرکز تنش زیادی در انتهای تیر و در ناحیه اتصال تیر به ستون ایجاد شده و بالطبع تمرکز کرنش در این ناحیه ایجاد می شود . با توجه به اين نكته كه جوش متصل كننده بال تير به بال ستون داراى رفتار ترد و شكننده مى باشد و قادر به تحمل كرنشهاى بالا نمی باشد . در نتيجه اين جوشها بر اثر نيروى زلزله اعمال شده داراى شكستكى شده و بعث جدا شدن تیر از ستون می شود . در نتیجه به علل ذکر شده در بالا قابهای خمشی ویژه (که با روابطی که در آیین نامه های قبل از زلزله نر ریج بیان شده بود طراحی شده بود) رفتار خوبی از خود نشان نداد . حتی اسختمان هایی که برای استفاده بی وقفه و با گیفیت مناسب طراحی شده بودند نیز نتوآنستند در برابر زلزله مقاومت کنند و آسیب دیدند . با توجه به استفاده فراوان از قابهای خمشی فولادی در طراحی های لرزه ای سازه ها .و با توچه به این نکته که این سازه ها بر اساس ضوابط و آیین نامه هایی طراحی شده است که ضوابط مربوط به نحوه تشکیل مفصل پلاستیک و نحوه گسترش آن را مورد بررسی قرار نداده لند .در نتیجه پس از زلزله نر تریج تحقیقات به سمت آفزایش شکل پذیری اتصالات صلب پیش رفت و به طور کلی اتصالات پس از زلزله نر تریج ‎(Boor Dorterke)‏ شکل گرفت . در این اتصالات هدف به طور عمده انتقال مفصل پلاستیک به داخل پر و به یک فاصله معین از بر ستون می باشد . بگونه ای که با دور ساختن مفصل 

صفحه 4:
پلاستیک از بر ستون ۰ باعث کاهش تمرکز کرنش بوجود آمده در ناحیه جوش می شوند و در نتیجه باعث کاهش در میزان ترک خوردگی جوش و بالطبع کاهش شکست ترد در اتصال می شوند روش های متعددی برای انتقال مفصل پیشنهاد گردید . در حالت کلی این روشها به دو دسته عمده تقسیم می شود : ‎Post-Dorthridce) SYLal 5 ig Ss‏ بگونه ای طراحی شده آند که با آفزودن اجزایی به اتصال باعث افزایش مقاومت تیر در ناحیه اتصال شده و در نتیجه باعث کاهش تنش در اتصال می شود و در نتیجه باعث انتقال مفصل پلاستیک بداخل تیر می شود . همچنین با مقاومتر کردن اتصال از چرخش اجزای اتصال نسبت به هم (تیر نسبت به ستون) جلوگیری می کنند كه در نتيجه تنش کمتری در ناحیه جوش ایجاد می شود . استفاده از ملهیچه ‎rcs)‏ ماک وبا پشت ‎yb) ae‏ :* از این دشته اند - در روش دوم با كاهش مقاومت تير در بخشهاى مشخص از تير ء باعث تضعيف تيز در يك ناحيه مشخص و أز نيش 'لعيين شده كشته كه در نتيجه مفصل بلاستيك دراين نأحبه تشكيل مى شود ستون به داخل تیر منتقل می شود انواع اتصالات ۵ از این دسته اند" برای مقاوم سازی از هر دو روش می توان بهره جست . هر کدام از این دو روش دارای مزایا و معایبی هستند که قبل از انتخاب دیتیل برای بهسازی لرزه ای اتصال باید به طور کامل به بررسی آنها پرداخت . در اینجا به بررسی یکی از دیتیلهای مقاومسازی اتصال در قاب خمشی ویژه فولادی پرداخته می شود . همانگونه كه قبلا ذکر گردید برش بال تیر یکی از روش های مقاوم سازی اتصالات می باشد . برش بال تیر در ناحیه نزدیک ستون و در یک فاضله مشخص و با دیتیل مشخصی صورت می پذیرد : 

صفحه 5:
اين نوع اتصال در دنیا با نام ‎)1٩6968‏ و یا ع0) و در ایران به نام اتصال استخوائى شناخته مى شود . ازمايشات بت تا اتصال صورت يذيرفته و روابط بر ۳ 3 1 8 ‏موجود مى باشد . [5]. اتصلل‎ )1“ CEOS ‏مختلقی می باشد . این اتسال دارای نبه لوع دیتیل متداول می‎ bs Sy che ROE ‏باشد . در أينجا به بررسى اتصال‎ ‏پرداخته شده است"‎ [ROG ‏روند طراحی اتصلل‎ 2 اي طراحی اتصال 196069) با برش شعاعی از روابط پیشنهادی 006000 استفادة مى شود. بكونه اى كه 5.,,,08 بترتيب برابر با شعاع برش و ميزان برش حداکثر و طول برش يم فاسله بتدأى تاه یه له برستون هی باشک ,:ههچنین دام و 1 بة ترتیببرابر با عرض بال تیراو ارتفاع مقطع تبر مى باشد . [5] ” نکته قابل توجه اینکه بعلت عدم دسترسی به بال پایینی تیر که معمولا در دال بتنى مدفون مى باشد و تخريب دال و برش بال بالایی بسیار پر هزینه می باشد ۰ در نتيجه معمولاً برای بهسازی اتصالات قاب خمشی موجود »از اتصال ۷6063 در بال پایینی استفاده می شود . مشخصات برش در این حالت همانند زمانی است که هر دو بال دارای بریدگی هستند . بر اساس تمهیدات 68 . حداکثر میزان کاهش مقطع برابر بل 650 می باشد که دراينجا تيز حداكثن كاهش :به همين ميزان محدود مى شود برشهاى بيشتر از اين مقدار مى توائد مشكلات ديده أى را رای پایداری تير فراهم سازد . (كمان جان تيرء كمانش جانبى - بيجشى بال تير ونه [396]: در مدل هاى استفاده شده در این ما از مان برش 750 أستفاده شده أسث:: يعنى (20() مورد استفاده قرار گرفته است ‎tae‏ و ۳ (1)موجود می باشد . 

صفحه 6:
‎a ee ate a SE‏ بارش ای )ی زا هر سای ‎oa‏ :مقمسات تفي مر اتسين ‎FR‏ ‎ ‎ ‎ ‏3- آزمايشات صورت يذيرقتة : يكى از ازمايشاتى كه به منظور بهسازى لرزه اى اتصالات صلب فولادى با استفاده از كاهش مقطع بال صورت يذيرفته » توسط .@ ‎Govt‏ ‏تن) می باشد . [8] در اين آزمایشات از زير سازه صلیبی شکل (شکل 1-ب) استفاده شده است . تپر در اين مدل از نوع فولاد ©0009 مى باشد و دارای مقطع 650,09 ‎Ash‏ ‏تون دارای مقطع 0616:6272 بوده و با فولاد 99728) ‎Grete BO‏ مي باشد انتخاب مقطع و طول دهانه ها به گونه ای بود که زیر سازه انتخاب شده بتواند شرایط تير و ستون ها متداول مصرفی در ساختمان (نوع مقطع . نوع فولاد مصرفی ۰ طول دهانه تیر و طول ستون) را مدل نماید . همچنین قانون تیر ضعیف - ستون قوی نيز رعایت شده است . ابتدا اتصال به صورت اتصاات قبل از زلزله نر تریج طراحی و ساخته ‎eit oe‏ اتصال ‎alse i‏ جود صورت يذيرفت ات جوشكارى د, نه ها تج الکترود 6 ۳/۸ ۳) ۳410/۳ تس باشد و مقاومت جاری شدگی دینامیکی آن برابر با (50 )1۷۳۵ 43 می اش و حد نهایی مقاومت دینامیکی برابر با )65/5 ‎(si‏ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 7:
Pails oi Spaces ‏مدراز‎ ssl a POCO PG ‏وباكاف: مقطع 7650 در با پایینومیب‎ ROG geo a ti ood ke Soi noe) ‏استونتعويض:_نده و دارلىثرليط لتصا|قسيلاز ولزله نر تسرهج مئباشدو‎ ‏شهای تصل‎ 37 DDO Jas ‘a ‏اتنها تسمه يشمتيك بره می‌شود‎ ‏كنندم بلإتير به ستونكه با كترود “-1822200(10) صو‎ ‏بود . كاملابردلشته شده و عملياتجوشكرئتوسطاللكترود و‎ ‏مصوودتمويس يرد همجنيزدر ل‎ ‏شود . لما در ب الب االیلیرسسمه برداشته تمد‎ ام مش ی ۱ ‎a OBOE Re TES‏ بسه علتسریسو]ثر دا (یستنی‌سر رمیروند میم سازیمی ساشد. سعداد لصوم كسم شري رشگرها تسیز همانند ساشتمازهای تعرف موجود میب أشد. منحنی‌های‌هیسرسیسرو شکهدها پسرازآزمایشور شکلل 2و3) مشخمراست مسر شکل ۲ نمودار پر - تفر مكان- الف ) نمرن 10( )ثمره 2101 

صفحه 8:
* بر اساس نتايج به دست آمده براى نمونه 00080 مشخص شد كه ايجاد اتصال 11699 در مدل 6266 ‎Zio‏ تاثير زيادى در افزايش شكل بذيرى اصتال نمی باشد . در صورتیکه در نمونه 58 شکل پذیری به میزان قابل توجهی افزایش می یابد . اين تغییر در رفتار دو مدل می تولند به دو علت باشد . * اولا: در مدل 00090 بعلت استفاده از الکترود ‎hb F BPO‏ فلز جوش با سختی و چقرمگی کم (۳ ااسب حصلم ‎show‏ ‏مى باشد . جوش در مراحل اولبه بارگذاری كسيخته مى شود ۰ درم صورتیکه مدل 606060 كه در أن تير توسط جوش با الكترود ‎GUD‏ ‏9 که دارای فلز جوش با سخت و چقرمگی ‎igh Tougkorss) obj‏ اس انم می باشد صورت پذیرفته است *_ انیا : در مدل (0626) بعلت وجود دال بتنی و تاثیر آن در مقاومت اتصال »میزان چرخش به دست آمده بسیار بیشتر آز نمونه 0696) می باشد . همچنین افزودن دال بتنی لبعث کاهش میزان کرنش در بال بالایی تیر می شود که نشاندهنده آثر مثبت دال بر روی رفتار لرزه ای اتصال می باشد همچنین در این تحقیق مشخص شد که دال بتنی تاثیر مهمی بر روی رفتار کلی بال پایینی تیر ندارد . شكل ۳:نمنههای آزمایش شله -الف )نون ‎DBS‏ رنه 18۲ 

صفحه 9:
مدلسازی اتصال : با توجه به اینکه مقاطع مورد آزمایش در 96900) و 006*) و سایر منابع موجود همگی مقاطع با ارتفاع زياد براى تير مى باشند و در ايران أن اين مقاطع استفاده نمی شود . بررسی تاثیر روش مقاومسازی مطرح شده در بالا بر روی پروفیلهای متداول در ایران ضروری به نظر می رزیل در نتيجه در اینجا به بررسی تاثیر ایجاد اتصال 136969) در بال پایینی بر روی رفتار لرزه ای 1تصال توسط نرم افزار 00000908 يرداخته شده است . برای تیر از پروفیل 0 و برای مقطع ستون از پروفیل (16*606690/ استفاده شده است . همچنین طراحی به كونه ای صورت گرفته که چشمه اتصال در حالت بالانس باشد و در نتیجه از دو ورق مضاعف به صخامت ‎Urey‏ استفاده شده است . (ظرفیت چشمه اتصال متناسب با ظرفیت پلاستیک تیر باشد) . همچنین أز ورق پیوستگی نیز در مدلسازی استفاده شده است . دو مدل ‎٠‏ يكى داراى اتصال ©9000 مى باشد و دیگری توسط برش در بال بايينى مقاومسازى شدة است . هر دو مدل توسط اتصال مستقيم بال و دیگری توسط برش در بال پایینی مقاومسازی شده است . هر دو مدل توسطا تصال مستقيم بال تير به ستون طراحى شده و مدل شده اند . همجنين در مدل سازى ورقهاى منتقل كننده برش از جان تير به ستون نیز مد نظر قرار گرفته است و طراحی شده است . [2]. ما ۳ ‎Jo‏ زره ری ‎le bp ln‏ سقف شع زار 

صفحه 10:
برای مدلسازی از المان صفحه ای ‎oll GWEWRO‏ شد که دا رای چهار کره می باشد و هر گره دارای شش درجه آزادی می باشد (سه درجه آزادی انتقالی و سه درجه آزادی دورانی) و دارای خواص غیر خطی و تغییر شکل بزرگ می باشد . با توجه به این نکته که در اين زیر سازه تمركز تنش و کرنش در ناحیه اتصال و چشمه اتصال می باشد از مش بندی ريز ترى در اين تواحى استفاده شد :» سین سفلها ‎rao‏ ‏باركذارى سيكليك قرار كرفتند . نمودار باركذارى در شكل (4-الف) مشاهده می شود : تحوه بارگذاری,به گونه ای است كه تغيير مکان به بالای زیر سازه صلیبی شکل وارد می شود . (شکل 4 -ب) برای مدل کردن جوشهای گوشه که متصل کننده ورق برشی به جان تیر می باشد از المان ,۱ /9) استفاده شده است بگونه ای که ضخامت ورق متصل کننده به اندازه ضخامت گلوی جوش می باشد که دارای تقریب قابل قبول می باشد . نحوه مدلسازی و مش بندی انجام شده در شکل (5) مشخص RBS cps (cam ops (nae At yee ‏شكل‎ 

صفحه 11:
5 -نتایج بدست آمده از تحلیل : همانگونه که در شکل (6) مشخص است: منحنی لنگر - زاویه تغییر مکان جانبی داخلی ‎dioter story cP ome)‏ برای هو نموه بدسث آمده اننت::با توجهبه این تمودار مشخص می شود که حداکثر لنگر وارده از طرف تیر در بر ستون در دو نمونه متفاوت می باشد . به گونه ای که برای اتصالم عمولی این میزان برابر با .1 1/02)© مى باشد . در صورتیکه این مقدار برای اتصال دارای برش در بال پایین برابر با 1/606 می باشد . با توجه به اینکه نکته که ظرفیت پلاستیک تیر برابر با 16/90۳۳ می باشد . نسبت حداکثر لنگر وارده به ظرفیت مقطع برای اتصال ۶ و 3) بترتيب برابر با 1/1 و 01/1 می بشد بعبارت دیگر افزودن اتصال 136968) در بال پایینی باعث کاهش لنگر وارده به اتصال و در نتيجه کاهش نیروی برشی وارده به چشم هاتصال می شود . به گونه ای که نسبت لنگرها 92/0 می باشد . یعنی 0 کاهش در میزان لنگر وارده از ظرف تير به ستون رخ داده است . همنین حداکثر تنش برشی در مدل مقاومسازی شده نسبت به مدل ۴< در چشمه اتصال و جان تیر به ترتيب 04/0 و 13/0 كاهش يافته است (شكل شماره 8). هماتكونه كه در شكل (7) مشخص است . حداكثر تنش بدست آمده در مدل معمولى در تير و در بر ستون می باشد . در صورتيكه اين ميزان براى تير مقاومسازی شده در فاصله مشخص واز بيش تعيين شده مى باشد و تاثير برش بالا تير بر روی نحوه گسترش مفصل پلاستیک بخوبی مشهود است 

صفحه 12:
5 ce (inter story drift angles i tec $00 ie US 4p SI gated ‏شكل‎ ‎RBS <u 9096 ‏اف اوه‎ ۷ | ۳1 & شکل ۷: تشه ما فون ماس در زاب تفر مان ی داعلی 00۵0۵۷ ‎inter story drift‏ الك ) ره 5006ب) نب ‎RBS‏ 

صفحه 13:
بحث و نتیجه گیری با توجه به تجربیات زلزله های گذشته مقاومسازی اتصالات در قابهای خمشی که بدون توجه به نحوه تشکیل و گسترش مقصل پلاستیک طراحی و اجرا شده اند ضروری می باشد . اصولا مقاومسازی اتصالات معمولا با هدف آنتقال مفصل پلاستیک به داخل تیر و به دو صورت امکان پذیر است . یکی افزودن اجزایی به اتصال تحت دیتیل خاص .به گونه ای که باعث ال مقمل پلاستیک به یک تاحیه از پیش تعیین شنم می شود :و دیگری بریدن بخشی از بال تیر باعت کاهش ظرفیت تیر در آن ناحیه و هدایت ‎Paes‏ ۱۳| می شود با توجه به آزمایشات صورت پذیرفته در مقیاس واقعی مشخص شد که نحوه اتصال بال تير به بال ستون و فلز جوش مورد استفاده مى تواند داراى تاثير بسيار زيادى در رفتار اتصال باشد و در صورتیکه طاقت فلز جوش تحت 5 كم باشد (الكترود 820010010-02)) برش بال ‎ial‏ تير و إيجاد اتصال به تنهاى نمى تواند باعث بهبود رفتار لرزه أى اتصال شود 920189 ‏جوش مورد استفاده از نوع بر مقاومت (الكترود‎ rae تکام ایجاد برش در بال پاییتی تیر می تواندباعث افزایش کارایی اتصال همچنین مشخص شد که دال بتنی دارای تاثیر مثبتی دررفتار لرزه ای اتصال مى باشد و باعث كاهش ميزان كرنش در بال بالابى تير مى شود . و دال هيجكونه تاثيرى بر روى روند كسترش مفصل بلاستيك و ميزان كرنش در بال بابينى اتير ندارد باتوجه به آناليزهاى صورت كرفته مشخص شد كه اين روند در پروفیلهای متداول در ايرآن نيز صادق مى ياشد و نحوه كسترش مفصل بلاستيك در مدلهاي داراى اتصال 800809 در بال يايين بسيار متفاوت با آلت اتصال ‎COP‏ مى باشد . در اتضال مقاومسازی شده توسط برش بال تحتائى .:عفضل بلاستيك بخوبى بداخل تير منتقل شده است و در نتيجه كرنش در جوش متصل کننده ‎pad Jl‏ به ستون کاهش یافته و خطر شکست ترد کمتر می شود . در اتصالات مقاومسازی نشده لنگر بیشتری به ناحیه اتصال و چشمه اتصال وارد مى گردد ‏ البته شایان ذکر است در مدلهای آنالیز شده طراحی اوليه با فرض رعايت وارد مى كرد . البته شايان ذكر است در مدلهاى آناليز ‎ol oad‏ أوليه با فرض رعايت كامل ضوابط مربوط به قير ضعيف - ستون قوى مى باشد . همجنين مقاومت جشمه اتصال وأرد مى كردد . البته شايان" ‎SS‏ است در مدلهای أناليز شده طراحى اوليه با فرض رعايت كامل ضوابط مربوط به تیر ضعیف - ستون قوی می باشد . همچنین مقاومت چشمه اتصال در حالت تعادل با ظرفيت خمشى تير مى باشد . بديهى است در صورت تغيبر در مقاومت جشمه اتصال ميزان جرخش بلاستيك دير و همجنين شكل بذيرى سيستم ئ تأثير ايجاد اتصال 080808 در رفتار لرزه اى اتصال تغيير مى نمايد 

صفحه 14:
: ‏مراجع‎ ‎» ‏لیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله‎ ]1[ . ‏استاندارد0000 - ویرایش سوم‎ ‏مقررات ملی ساختمان ؛ مبحث دهم : طرح و اجرای ساختمان‎ ]0[ . 4960 . ‏های فولادی‎ ‏له 0۵ شوم ,۵۵ م6‎ Brose Ab. . [2] “Rew oP Pre-Dorberke Ooweu Reststay Cowevives.” PGCE Uourcal oF Structural Brojoeericny . Ppri COOO . pp. PPG-PGO Roeder C. , Vhe state-vPthe-0nt report oa .[P] powmeviva perPorwawe. PED®R OSGd ‏و روص و و 00 مایق‎ 60 20 ‏ای‎ ‏مره لو‎ desk orterta Por sew steel ‏ع ب عمس سوج سم سكم‎ 00 ‏مان‎ Dace, , Qtooery “heat” Yu. Shave Doel [0] ed doko Bross, O'YCLIC TEGMOG OP GPEEL DODEDT CODDECMODOG REWLOOLITONED O1ML ROG OR DOELOED WOBOOCW < JODROOL OF GPROCTOROL COCIOEERIMG / NBOOBRY COOO . pp.S'P-OO IBC (1999). , Geewic Proves Por [P] ‏تست‎ Girl Dukkap ((99P), Guppleweut Ov. d, ‏مت‎ lestiue oP Steel Cousirurion 

صفحه 15:


صفحه 16:
ورق ‎PRE Ele‏ به سبب نسبت مقاومت به وزن ‎CMG‏ ‏مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی . مقاومت در برابر خسنتکی ناشی از.بازگذازیوهمچنین لصت سریع دو چند سال اخیر جهت امر بهسازی و ترمیم سازه ها خصوصا سازه های بتنی به دشت مورد توجه قرار گرفته اند . لایه های ۳036۴ با وزنی معادل 4220 وزن فولاد غالبا مقاومتی در حدود 2 تا 10 برایر فولاد از خود نشان می دهند که وجود این خاصیت سبب استفاده گسترده از الیاف فوق در گوناگون گردیده است سالهای زیادی است که از الیاف ‎eRe‏ در صنایع هوا فضا استفاده می گردد اما در گذشته بهای نسبتا سنگین این الیاف سبب كرديده بود كه استفاده از آنها در صنعت ساختمان ناجيز و محدود باشد ليكن امروزه به دليل كسترش توليد اين مواد.و.بهطیع آن کاهش بهایآنها زو عمجنين بهسيب يرتوئ: های خاص این الیاف . میت وان توجیه ماسب اقتصادی برای استفاده از آنها ارائه نمود با توجه به نو پا بودن این تکنیک تقویت .از اواسط دهه نود فعالیت های گسترده ای بر روی بررسی رفتار این پلیمرها در مقاوم سازی خمشی تیرهای بتنی به وسیله چسباندن این الیاف به ناحیه تحت کشش مقطع انجام شده است که همگی آنها بر بهبود رفتار مکانیکی افزایش مقاومت خمشی تیرهای تاکید دارند . [ک] 

صفحه 17:
جهت بررسی کامل تیرهای بتنی مقاوم سازی شده واضح است که علاوه بر جنبه های مقاومتی . عملکرد اعضاء تحت شرایط بهره برداری نیز باید رضایت بخش باشند و این امر با امین مقاومت کافی برای عضو خود به خود تحقق نمی یاید . در یک عضو که به روش مقاومت نهایی طرح شده است ممکن است تغییر مکان های ایجاد شده تحت بارهای بهره برداری بیش از اندازه بزرگ باشد به طوری که سپب آسیب رساندن به قسمت ‎pe cle‏ سازه ای شود و یا از سوی دیگر . ترکهای ایجاد شده در تيرها ممکن است به اندازه ای بزرگ باشند که خوردگی آرماتورها را موجب شود و از نظر ظاهری نیز نا مطلوب باشد . در اين تحقیق آزمایشگاهی اثر ورقهای "۳686) در مقاوم سازی خمشی تیرهای بتن مسلح حاوی بتن با مقاومت بالا مورد بررسی قرار گرفته است . میزان آرماتور کششی و تعداد لایه ۳6190) در ساخت نمونه ها و تقويت أنها به عنوان متغير در نظر گرفته شده است . تعداد شش تیر بتنی دارای سطح مقطع ۰ طول و میزان میلگرد فشاری و برشی یکسان حاوی بتن با مقاومت بالا ء دارای آرماتور کششی برابر با و ساخته شده و تحت أزمايش خمش چهار نقطه ای قرار گرفته و عملکرد آنها مود بررسی قرار گرفته است . از شش نمونه ذکر شده دو نمونه بدون 0008019 به عنوان نمونه شاهد و چهار نمونه دیگر با یک و چهار لایه ۳0۲0۳) مقاوم سازی شده اند در این تحقیق 6 تير بتن مسلح حاوی بتن با مقاومت بالا . با سطح مقطع و طول یکسان ساخته شده و تا لحظه شکست تحت آزمایش خمش چهار نقطه ای قرار گرفتند . تیرها با توجه به مقدار آرماتور کششی آنها به دو گروه تقسیم شده و از هر گروه یک نمونه به عنوان تیر کنترل و بدون مقاوم سازی مورد آزمایش قرار گرفته و بقیه نمونه ها با یک و چهار لایه الیاف کربن مقاو م سازی شده و سپس نحت بارگذاری قرار کرفتند طول همه تیرهای مورد آزمایش 300 سانتیمتر تر بود که بر روی تکیه گاههایی با دهانه 270 سانتیمتر مورد بارگذاری و آزمایش قرار گرفتند . با توجه به نتایج آزمایشات گذشته 

صفحه 18:
جهت افزايشي | ثر مقاوم سازى و تاخير در جداشدكى از سلح بتن ‏ طول 00:05 مصرفى برابر با 260 سانتيمتر در نظر كرفته شدة است که تقریبا تمامی طول دهانه تیر را پوشش می دهد ۰ سطع مقطع تمامى تيرها مستطيلى و به ابعاد 1525 سانتيمتر در نم كرفته شده است . آرماتور فشارى تمامى تيرها دو عدد ميلكرد با قطر 10 ميليمتر و آرماتور كششى نمونه هاى سرى الف دو عدد ميلكرد با قطر 6 ميليمتر و براى نمونه هاى سرى ب دو عدد میلگرد با قطر 22 فیلیمتر عتظور شده است:: برای تمامی تیزها از آرعاتور بزشی یکنبان استفاده شده است که عبارت است از خاموت بسته به قطر 10 میلیمتر که در فاصله 9 سانتیمتر از یکدیگر در دهانه های برشی تیر پخش شده اند و طراحی این خاموتها به گونه ای است که از شکست برشی تیرها جلوگیری شده و شکست نمونه ها به صورت خمشی اتفاق بیفتد . برای باركذارى از دو بار متمركز متقارن كه به فاصله 90 سانتیمتر از یکدیگر قرار كرفت اند استفاده شده است . به اين ترتيب ‎٠‏ مقدار دهانه برش برابر با 90 سانتيمتر و نسبت طول دهانه بیشی به عمق موثر برابر با ۷۸ مى شود که این مقدار . تيرهایم ورد نظر را در رده تیرهای معمولی قرار می دهد در شكل 1 ابعاد تيرهاى مورد آزمايش به همراه محل نصب كرنش سنج ها و همینطور محل قرار گیری خز سنج ها آورده شده است 

صفحه 19:
کرنش سنجهای الکتریکی بر روی آرماتور کششی . فشاری ۰ برشی و همچنین سطح بتن و ۳686) در نقاط مختلف چسبانده شده تا در بارهای مختلف قادر به اندازه گیری میزان کرنش در مقاطع مختلف بوده تا با استفاده از خیز سنجهای الکتریکی با دقت بالا که در نقاط مختلفی از تير قرار گرفته اند روند افزايش خيز تبر نیز به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است :با اسفاده از دوزيين ترك و عرض بزرگترین ترک خمشی و برشی نیز اندازه گیری و با هر افزايش بارى قرائت و ثبت مى وشند نام هر تیر از دو حرف تشکیل شده است که حرف اول نشان دهنده میزان آرماتور کششی (سری () یا 6 و نام دوم نشان دهنده تعداد لایه ۳66) مصرقی جهت مقاوم سازی نمونه مى باشد . در جداول 1 مشخصات تیرهای ساخته شده در اين تحقیق آورده شده است . : مشخصات نيرها ى[زمايض شده د راهن" م 

صفحه 20:
برای هر تیر تعداد 3 عدد نمونه مکعبی 10-10-10 سانتیمتر در هنگام بتن ریزی نمونه ها ساخته شده و در شرایط مشابه به تیرهای به عمل آوری شدند . اين نمونه ها در سن 28 روزه تحت آزمایش فشار قرار گرفته و میانگین مقاومت فشاری آنها برابر با 962 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بدست آمد ‎sete‏ ‏مقاومت فشاری نمونه های مکعبی به مقاومت فشاری نمونه استوانه ای استاندارد از ضریب 8/0 استفاده شد 2 ع ترديي مقاویت فشاری بنن(مسترفی دز تما می تيرهاق ساختهشدة در | اين ارب آهن اصفهان و دارای تنش تسلیمی برابر با 4200 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشند ‎oe PRE‏ از نوع کربن با جرم حجمى انتیمتر ب بوده و ضخامت هر لایه آن بزایو با 0 ميليمتر مى باشد .رفتار اين ماده تا لحظه شکست به صورت خطی بوده که کارخانه تدش حداکثر و مدول الاستیسیته آن را به ترتیب برابر با 38500 و 237105 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع اعلام کرده است . کرنش شَکس 65 مصرفی برابر با 7/1 درصد مى باشد . 

صفحه 21:
۶ پس از بتن ریزی » نمونه ها به مدت 00 روز تحت شرایط کاملا مرطوب:عمل آوری دشند.. دوعدد از تپرها به عنوان نمونه کنترل بدون انجام مقاوم سازی تحت بارگذاری قرار گرفتند . سطح کششی تیرهای دیگر ابندا توسط سنك فرز بهاميزان ) تا © ميليمتر ساب زده شده و س‌عس توسط استون به طور کامل تمیز می گردند . چسب مورد استفاده برای لایه آول (بین سطح بتن و )از نوع 90۳-۳) بوده که چسبی دو جزئی بوده که پس از آختلاط » توسط کاردک به طور کامل روی سطح بتن ماليده شده و اولين لايه 00080 روى أن قرار كرفته و كاملا توسط جسب اشباع مى كردد . براى جسباندن لايه هاى بعدى (بين ورقهاى 80)5))) از جسبى دو جزنی با ام تجاری (20-10) استفده ‎oe‏ شون . اين چسب توسط فرچه معمولی روی 0)<) مالیده شده و سپس لایه بعدی روی آن قرار می گیرد . خصوصیات ‎el en a‏ ادن تحقی بر جیول 6 آورده شده است . رت خی رای 27 سروپسدهی ‎lip] ecm uy] eon |e‏ مخت 0 ‎gpm‏ | مد ید | ند | فد | | عكري | ‎set‏ ‏بوم | ود یرد | ‎see | ge fm] om] ow‏ 

صفحه 22:
پس از کامل شدن عملیات مقاوم سازی نمونه ها حداقل به مدت 7 روز در شرایط آزمایشگاه نگهداری شده و پس از نصب کرنش سنج های الکتریکی لازم روى سطح 000809 و بتن » تحت بارگذاری قرار می گیرند . بارگذاری نمونه ها توسط بک میدرولیکنی به صورت. مربعله ای با کنترل نا افزايش بيدا مى كند . بس از هر افزیش با » مشاهدا قرائت کرنش سنج ها و خیز سنج ها و همينطور نحوه گسترش ترکها روی سطح تیر به همراه عرض عریض ترین ترک های خمشی و برشی به طور کامل ثبت می گردد . در شکل 2 نمای کلی از سیستم با رگذازی و محل تصت ابزاز دقیق مصرفی آورده شده است ‎١‏ سییتم با رگذاری و محل نب زا دق مرف تیرهای شاهد 1/60 9) و 91/60 (بدون مقاوم سازی) . دارائ شكسست ترم بودة ء پی او تسلیم آرتاتورعافق گششنی : کرنش در دورترین تار فشاری بتن از 0035/0 در هر دو نمونه تجاوز نموده و با پکیدن بتن ناحیه فشار شود. در شکل 3 تجوه شکست ‎Ee:‏ و است 

صفحه 23:
:شکست خمشی در ثیر 0 نمونه های مقاوم 3 ‎eee‏ ق همگی به واسطه گسیختگی ور “!)0 تخریب شده آند . اين شكست به طور راو رد محسوب مى شود . در شكل 4 . تیرهای ‎DWE‏ 9 در حالت نهابى ودر شكل 5 كسيختكى “00801 از نماى نزديك نشان داده شده است . 

صفحه 24:
BHA 3 

صفحه 25:
* با افزايش تعداد لایه های 6136 . تعداد ترکها افزايش پیدا کرده و فاصله بین ترکها کاهش می یابد که نتیجه آن کاهش عرض ترک در نمونه های مقاوم سازی شده می باشد . همچنین می توان به ازدیاه ترکهای خمشی پرشی به علت ازایش مقاومت نهایی و ثابت بودن آرماتورهای برشی به علاوه ایجا ترکهای کی در تور ‎ede Ge has cig‏ جسبندكى خوب 010805 و سطح بتن اشاره كرد . فشكي ا عه كحرش بتر ها برا نمونه هاي آورده شده است . * در جدول 3 مقادير بارء خيز و كرنش آرماتورها ‏ بتن و ۳66 برای مقطح وسط دهانه در حالت نهایی آورده شده است cee eee eee ee ee Be mu توت اه هس هه همه هو و وه هوق موه مه نز هر لا الكو ىككسترض تركها درون ما سرى 1 

صفحه 26:
‎hich» a‏ براق فلع روط دار ‎lope lig |e ban 7 ‏سنا‎ | ey (ment on ۳ = | + ‎; aioe chatter ‏ا كم سيم ل‎ | LAB [ee 38 [| 8 Ta | ‏ال تا‎ gm | mee] | | ra | Low] reso] io | ue ۷ | om | ‎ ‏* برای بررسی سختی و تغییر مکان تیرهای مقاوم سازی شده نسبت به نمونه های کنترل . منحنی بار - خیز تیرهای کنترل و ثیرهای تقویت:شده در شکل:7 آورده شذه است 

صفحه 27:
* همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است . منحنی تیرهای مقاوم سازی شده ‏ از ابتدا تا انتهای مرحله رفتار خطی نمونه ها به خوبی بر روی نمونه کنترل نظیر خود منطبق است لذا می توان نتيجه گرفغت که در حالت بهره ‎Gy‏ سختی و تغییر مکان نمونه های مقاوم سازی شده (صرفنظر از تعداد لایه 6۳6 . با نمونه کنترل کاملا همخوانی دارد . اما در ناحیه پلاستیک و تا لحظه شکست .با افزايش تعداد ‎sae PRE ay‏ تير افزايش بيدا كرده ولی خیز آن به مقدار زیادی کاهش پیدا مى كند كه اين امر بر کاهش سطح زیر منحنی بار - تغییر مکان و در نتیجه کاهش جذب انرژی نمونه های مقاوم سازی شده نسبت به نمونه کنترل دلالت دارد . لذا استفاده از اين روش مقاوم سازی (جهت اعضای تحت خمش) در مناطق زلزله خیز و به طور کلی مواردی که نیاز به سطح خاصی از شکل پذیری دارند باید با محاسبات کافی همراه باشد . 

صفحه 28:
مصالح شکل پذیر به موادی گفته می شوند که در حین تحمل بار کرنش های زیادی از خود نشان می دهند . کاربرد چنین بیانی برای اعضاء وسازه های بتن مسلح عبارت از توانائی حمل تفییر شکل های غیر ارتجاعی ‎Gorhasti)‏ قابل توجه قبل از تخریب (۳5۳/()) عضو می باشد . به عبارت دیگر يك ماده يا سازه ترد با رسيدن به بار حداکثر به طور ناگهانی شكسته مى شود . در شکل 8 رابطه نیرو - تغيير شكل كه بيانكر رفتار اعضاى ترد و شكل بذير لست نشان ذادة شده است [7]. i i ۱ || 35 ‏یر سل‎ = فى :نمودار رخا راعضاء سكلل پر و رد[ در شكل 8 نيرو ممكن است بار . لنكر يا تنش باشد . در حاليكه تغيير شكل مى تواند تغيير طول . انحناء ء خيز يا جرخش باشد . در اين شكل خيز تسليم مربوط به تسليم ميلكرد در يك مقطع يا مربوط به يك انحراف غمده از منحتی بار - خيز يك عضو يا سازة است . غبارت است از خيز نهائى كه بعد از آن منحنى بار خيز داراى شيب منفى شود . خيز نهائى كه بعد از آن منحنى بار - خيز داراى شيب منفى شود . خيز نهائى را مى توان با توجه به شکست موضعی منطقه فشاری در بعضی نقاط عضو با توجه به پایداری و هر شرایط دیگری که منجر به شکست مقطع » عضو یا سازه مورد نظر می گردد . تعیین نمود . با توجه به شکل 8 نسبت شکل پذیری به صورت .یا شکلی از این نسبت ها (نسبت چرخش نهائی به چرخش تسلیم و یا نسبت انحناء نهائی به انحناء تسلیم ) تعریف می شود . [7] 

صفحه 29:
* در جدول 4 مقادیر بار و تغییر مکان وسط دهانه تمامی تیرها در حالت تسلیم و نهایی آورده شده و با استفاده از آن در جدول 5 مقادیر نسبت شکل پذیری جابجایی و انحناء مخاسبة و آورذة تثنده اسك . He 076 086 11 ۳1 شیر زوس مه را در ات لیم وتا مه واه 7 8 ‎oH‏ 391 62 237 :نسبت شكل يديرى جابجايى وانحاء | 011 ‎ductlty ratio | over cont‏ ‎‘beam‏ ‏00 ‏= 46 24 387 .313 334 = 719 27 44# 666 24 ‘Test beam BHO BHI BHA Sevies 

صفحه 30:
MOMENT (km) 6 لهف امف صف 0.002 ‎noms‏ تف فنصم صرف ‎Wess‏ ‎STRAIN (amin)‏ )] ‎Tg‏ ثار فشارى بنن نسيت به ممان در وسط دهاته نير ‏*؟ شكل 9 نشان مى دهد كه تا زمانى كه هنوز تيرها از رفتار الاستیک برخوردارند و بتن ترک نخورده است . بین نمونه های تقویت شده و تیرهای کنترل اختلاف چندانی مشاهده نمی گردد . تیرهای کنترل پس از ترک خوردگی تا نقطه تسليم داراى رفتار خطى بوده و يس از تسليم آرماتورهاى کششی . کرنش تارهای فشاری بتن به سرعت افزایش پیدا کرده تا به مرحله شکست (پکیدگی بتن) برسند . اما در نمونه های تقویت شده . با افزایش تعداد لایه های ‎ES PRE‏ تار فشاری بتن نیز تمایل بیشتری به رفتار خطی تا لحظه شکست از خود نشان می دهد که این مساله به خوبی در شکل های 8 و 9 جهت تیرهای ‎BOWE 4 WWE‏ قابل مشاهده است 

صفحه 31:
:تفیرات کرنش فلا دکششی و بتن جهت یرهای ۸۸4و ‎BHA‏ در شکل 9 تغیرات کرنش در فولاد کششی ۰ سطح 600808 و تار فشاری بتن برای مقطع وسط دهانه جهت تیرهای و ,/1) آورده شده است . علاقمندان می توانند جهت مطالعه نتایج تمامی نمونه ها به مرجع [9] مراجعه نمایند . در این تحقیق با بررسی اثر لایه های فیبر کربن بر روی مقاومت خمشی تیرهای بتنی تقویت شده با ۳6۹6۳ . نتایج زیر حاصل گردید . 

صفحه 32:
استفاده از ۳66) در مقاوم سازی خمشی تیرهای بتنی حاوی بتن با مقاومت بالا » روشی بسیار موثر و کار آمد در افزايش مقاومت نهايى ‎ge yal‏ باشد - در نمونه های تقویت شده . با افزايش تعداد ‎PRE slo gy‏ » کرنش تار فشاری بتن ۰ تمایل بیشتری به رفتار خطی تا لحظه کشست از خود نشان داده و تحت تاثیر ترکٍ خوردگی و ‎ae‏ رماتورها قرار نمى كيرد بعبارت دیگر می توان از ها جهت کاهش کرنش فشاری بتن استفاده نمود . در سین از جداشدگی 0 سطح بتن د ء حالت بهينه زمانى است كه دقيقا در لحظه ا فشارقى جد كك رتيوت پرسد در مواردی که کاهش خیز (صرقنظر از شکسث ترد) مورد نظر باشد » استفاده | ")ها بسيار موثر اس با فزایش مقدار آرماتورهای کششی , اثر مقاوم سازی کاهش پیدا مي کند به طوری که با 36136۳) یکسان در تیری با ۰2 1 درصد آرماتور کششی نزدیک 45 درصد افزایش مقاومت » و برای همان تیر با 4 ۰ 2 درصد آرماتور کششی تنها 12 درضد آفزایش مقاومت به دست آمده است در حالت بهره برداری » سختی و تغیبر مکان نمونه های مقاوم سازی شده (صرفنظر از تعداد لایه "61۳6196 . با نمونه کنترل كاملا همخوانى دارد . اما در ناحیه پلاستیک و تا لحظه شکست .با افزایش تعداد لایه ۳6/36۳) . سختى تير افزايش بيدا كرده ولی خیز آن ب مقدار زیادی کاهش پیدا می کند که این امر بر کاهش شکل پذیری نمونه های مقاوم سازی شده نسبت به نمونه کنترل دلالت دارد 

صفحه 33:
مس خان ‎“OrrPoure‏ ,.@ , ماس( مدا ,ساب ربا ر فقو سرت ۳۱ دزن لسرجه تست مسا نسوس 0006 ر9 , 40 , ‎Oowpunies Por Orwirwton‏ ده سول * 900-0003 وم Ok, )8 ‏لال ,سا0 ,يلاك‎ ced Park , 0.0., "rat ver Parner ‏ممما‎ oP nenPorvial eveeret: barney otriantheved wth steed kites Por Pentre”, lured of Oirwhured Dergorerins, (2S , 8009 , py SE’P- GOS Porecrd, Ts Dhar, Loorel herr» Y .5 “Pexurd bebo of retPorced ‏ای‎ ‏ول رتیت تیم ی الوا مسا‎ oP Pargtoeer try Omwrwes, O.E8 COO. ‏مر‎ 960 Obche rar, @. od Grant, ‏سره اما" رب‎ ‏ال ات ارم وا وت لا‎ ‏ی‎ ‎۱ ‎] » P., Wark . 1.0. acd koe , O.0., “Plexurd beaver oP RIO beucy vineetheued uals carbon Per ‏ماه ان اما‎ or Pabriy ‏ورن تن ال رد‎ Por ‏مس(‎ , ۵۳, ۵009, ۵900 ‎Dares , 0.0., “BPPevt oP varboerPber‏ نمی ۵ ما ‎of‏ ممعمجما نما بج بمحص لمن هجمنها مان تحمس لجر هس "أب لمصمل ," صيممما تمصعمت لمبسكاجم لمممو ممصم 0:7 مم :000000 ,0, © , مین ۳ ‏مقصودى , على اكبر . شكل بذيرى سازه هاى بتن آرمه ويزه مناطق زلزله خيز . اتتشارات دانشگاه شهید باهثر کرمان ۰ 1375 ‎DOCLEGOGDA, © ۵ 000 00۵0000 , V. Phar chetlty oP LOO warwbers . ‏لحت ری لس‎ Dvckustn, Od. OF, Oe , G, Oepernber OOO , pp . 166- . 609 ‎vhady oP LOO‏ موس لمی لسی() با ۵ ,2۷۵۱ را ‎ty be sdbeotied Por te‏ ی | ‎ewer oP PHD, Ord Bors, Devt, of Kereza Dawersty,‏ ‎: 6006, Kerwan, Wrox ‎ ‎ ‎ ‎ 

دانشگاه آزاد اسالمی ـ واحد نیشابور عنوان : ترمیم و مقاوم سازی ساختمان استاد ارجمند: جناب آقای مهندس خسروی دانشجو : رامین طاهری نیا زمستان 86 • • • • مقاوم سازی ساختمان های فلزی موجود با کاهش مقطع بال چکیده : قبل از زلزله نر تریج ،تصویر بر این بود که سازه های دارای قاب خمشی فوالدی دارای رفتار مناسبی در هنگام وقوع زلزله می باشند ،اما پس از وقوع زلزله نر تریج بر اثر تحقیقات ، مشخص شد که بیشتر اتصاالت بعلت ترک خوردگی جوش بدون داشتن شکل پذیری مناسب دچار شکست صلب شده بود .برای جلوگیری از ترک خوردگی جوش و در نتیجه شکس ترد اتصال ،می توان از دو روش عمده بهره جست . یکی تقویت اتصال ر ناحیه اتصال تیر به ستون می باشد . مشکل عمده این روش ازایش لنگر وارده به ستون است .ر.ش دوم ،تضعیف تیر در ناحیه نزدیک اتصال می باشد .در این روش میزان کاهش مقطع به حدی است که باعث انتقال مفصل پالستیک از بر ستون به داخل تیر می شود .این بدان علت است که بال پایینی معموال در دسترس بوده و در داخل دال بتنی قرار ندارد .در این مقاله با استفاده از نرم ازار ANSYSبه بررسی این مدلها پرداخته شده است . کلید واژ ه ها :اتصال ، RBSاتصال ، SMFمفصل پالستیک ،منحنی هیسترسیس ،چشمه اتصال • • • • مقدمه : پس از زلزله نر تریج ،خرابیهای بسیاری در سازه های فوالدی که دارای قاب خمشی فوالدی ویژه بودند رخ داد .این خرابیها نشان دهنده ضعف این سیستم در برابر زلزله بود .در صورتیکه تا پیش از زلزله نر تریج تصور بر آن بود که سازه های دارای قاب خمشی ویژه داراـی رفتار بسیار مناسبی در هنگام وقوع زلزله می باشد .اما مشاهده شد که عدم توجه به نحوه تشکیل مفصل پالستیک باعث تشکیل مفصل پالستیک در بر ستون گشته و در نتیجه تمرکز تنش زیادی در انتهای تیر و در ناحیه اتصال تیر به ستون ایجاد شده و بالطبع تمرکز کرنش در این ناحیه ایجاد می شود .با توجه به این نکته که جوش متصل کننده بال تیر به بال ستون دارای رفتار ترد و شکننده می باشد و قادر به تحمل کرنشهای باال نمی باشد ،در نتیجه این جوشها بر اثر نیروی زلزله اعمـال شده دارای شکستگی شده و بعث جدا شدن تیر از ستون می شود . در نتیجه به علل ذکر شده در باال قابهای خمشی ویژه (که با روابطی که در آیین نامه های قبل از زلزله نر ریج بیان شده بود طراحی شده بود) رفتار خوبی از خود نشان نداد .حتی اسختمـان هایی که برای استفاده بی وقفه و با کیفیت مناسب طراحی شده بودند نیز نتوانستند در برابر زلزله مقاومت کنند و آسیب دیدند . با توجه به استفاده فراوان از قابهای خمشی فوالدی در طراحی های لرزه ای سازه ها ،و با توجه به این نکته که این سازه ها بر اساسـ ضوابط و آیین نامه هایی طراحی شده است که ضوابط مربوط به نحوه تشکیل مفصل پالستیک و نحوه گسترش آن را مورد بررسی قرار نداده اـند ،در نتیجه پس از زلزله نر تریج تحقیقات به سمت افزایش شکل پذیری اتصاالت صلب پیش رفت و به طور کلی اتصاالت پس از زلزله نر تریج ()Post-Northridgeـ شکل گرفت .در این اتصاالت هدف به طور عمده انتقال مفصل پالستیک به داخل یر و به یک فاصله معین از بر ستون می باشد .بگونه ای که با دور ساختن مفصل • • • • • پالستیک از بر ستون ،باعث کاهش تمرکز کرنش بوجود آمده در ناحیه جوش می شوند و در نتیجه باعث کاهش در میزان ترک خوردگی جوش و بالطبع کاهش شکست ترد در اتصال می شوند . روش های متعددی برای انتقال مفصل پیشنهاد گردید .در حالت کلی این روشها به دو دسته عمده تقسیم می شود : یکسری از اتصاالت ()Post-Northridgeـ بگونه ای طراحی شده اند که با افزودن اجزایی به اتصال باعث افزایش مقاومت تیر در ناحیه اتصال شـده و در نتیجه باعث کاهش تنش در اتصال می شود .و در نتیجه باعث انتقال مفصل پالستیک بداخل تیر می شود . همچنین با مقاومتر کردن اتصال از چرخش اجزای اتصال نسبت به هم (تیر نسبت به ستون) جلوگیری می کنند که در نتیجه تنش کمتری در ناحیه جوش ایجاد می شود .استفاده از ماـهیچه ()Haunchـ و با پشت بند ()Ribـ و ...از این دسته اند . در روش دوم با کاهش مقاومت تیر در بخشهای مشخص از تیر ، باعث تضعیف تیر در یک ناحیه مشخص و از پیش تعیین شده گشته که در نتیجه مفصل پالستیک در این ناحیه تشکیل می شود .و از بر ستون به داخل تیر منتقل می شود .انواع اتصاالت RBSاز این دسته اند . برای مقاوم سازی از هر دو روش می توان بهره جست .هر کدام از این دو روش دارای مزایا و معایبی هستند که قبل از انتخاب دیتیل برای بهسازی لرزه ای اتصال باید به طور کامل به بررسی آنها پرداخت .در اینجا به بررسی یکی از دیتیلهای مقاومسازی اتصال در قاب خمشی ویژه فوالدی پرداخته می شود . همانگونه که قبال ذکر گردید برش بال تیر یکی از روش های مقاوم سازی اتصاالت می باشد .برش بال تیر در ناحیه نزدیک ستون و در یک فاصله مشخص و با دیتیل مشخصی صورت می پذیرد . • • • • • • این نوع اتصال در دنیا با نام RBSو یا Dogboneو در ایران به نام اتصال استخوانی شناخته می شود .ازمایشات متعددی بر روی این اتصال صورت پذیرفته و روابط برش و دیتیل آن در FEMAموجود می باشد .]5[ .اتصاـل RBSدارای انواع مختلفی می باشد .این اتصال دارای سه نوع دیتیل متداول می باشد .در اینجا به بررسی اتصال RBSدارای برش شعاعی پرداخته شده است . .2روند طراحی اتصاـل : RBS برای طراحی اتصال RBSبا برش شعاعی از روابط پیشنهادی FEMAاستفاده می شود. بگونه ای که a.,b,c,Rبترتیب برابر با شعاع برش و میزان برش حداکثر و طول برش و فاصله ابتدای ناحیه بریده شده تا بر ستون می باشد .همچنین bfو dبه ترتیب برابر با عرض بال تیر و ارتفاع مقطع تیر می باشد . ]5[ . نکته قابل توجه اینکه بعلت عدم دسترسی به بال پایینی تیر که معموال در دال بتنی مدفون می باشد و تخریب دال و برش بال باالیی بسیار پر هزینه می باشد ،در نتیجه معموال برای بهسازی اتصاالت قاب خمشی موجود ،از اتصال RBSدر بال پایینی استفاده می شود .مشخصات برش در این حالت همانند زمانی است که هر دو بال دارای بریدگی هستند .بر اساس تمهیدات ، FEMAحداکثر میزان کاهش مقطع برابر باـ %50می باشد که در اینجا نیز حداکثر کاهش به همین میزان محدود می شود . برشهای بیشتر از این مقدار می تواند مشکالت دیده ای را برای پایداری تیر فراهم سازد ( .کمان جان تیر ،کمانش جانبی ـ پیچشی بال تیر و 6[ )...و.]3 در مدل های استفاده شده در این مقاله از میزان برش %50 استفاده شده است .یعنی میزان C=0.25bfمورد استفاده قرار گرفته است .مقادیر برش و ابعاد a,b,c,Rدر جدول ()1موجود می باشد . • • -3آزمایشات صورت پذیرفته : یکی از ازمایشاتی که به منظور بهسازی لرزه ای اتصاالت صلب فوالدی با استفاده از کاهش مقطع بال صورت پذیرفته ،توسط Scott A. Cibjan & Engelhardtمی باشد ]8[ .در این آزمایشات از زیر سازه صلیبی شکل (شکل 1ـ ب) استفاده شده است .تیر در این مدل از نوع فوالد A36می باشد و دارای مقطع W30x99می باشد . ستون دارای مقطع W12x279بوده و با فوالد A572 Grade 50می باشد .انتخاب مقطع و طول دهانه ها به گونه ای بود که زیر سازه انتخاب شده بتواند شرایط تیر و ستون ها متداول مصرفی در ساختمان (نوع مقطع ،نوع فوالد مصرفی ،طول دهانه تیر و طول ستون) را مدل نماید .همچنین قانون تیر ضعیف ـ ستون قوی نیز رعایت شده است .ابتدا اتصال به صورت اتصاات قبل از زلزله نر تریج طراحی و ساخته شد و سپس بهسازی اتصال بر روی اتصال موجود صورت پذیرفت .عمـلیات جوشکاری در این نمـونه ها توسط الکترود ) E70T-4 (47/7 Ksiمی باشد و مقاومت جاری شدگی دینامیکی آن برابر با ( 345 MPa )Ksi 50می باشد و حد نهایی مقاومت دینامیکی برابر با ()Ksi 65/5 • ـیـتـصاـل 452MPaمـیبــاشد .دو مـدلاز آزـمایـشاتصــورـتگــرفـته دارا ا RBSو بــا کــاهشمـقطع %50در بــاـلپــایـینیمـیبــاشد . ()DB1,DB2ـ .در مـدل ، DB1جـوشمـتصلکــنندهـ بــاـلتــیر بــه جـان ـتـصاـلــبلاز زـلزلـه نــر تــریـج مـیبــاشد و ق ســتونتــعویـضنــشدهـ و داراـیش ـراـیـط ا تــنها تــسمه پــشتبــند بــرداـشـته مـیشــود .در مـدل DB2جـوشـهایمـتصل کــنندهـ بــاـلتــیر بــه ســتونکــه بــا اــلکترود E70-T-4صــورـترـگـفته بــود ،کــامـالبــرداـشـته شــدهـ و عـملیاتجـوشـکارـیتــوسـط اــلکترود E70T- 8صــورـتمـیپــذیرد .هـمچنیندر بــاـلپــایـینیتــسمه پــشتبــند بــرداـشـته مـی ـیـیـنتــسمه بــرداـشـته نــشدهـ و تــوسـط جـوشن ـوارـیبــه شــود .اـما در بــاـلبــاـ یال ا ســتونجـوشدادـهـ مـیشــود .تــفاوـتدـیـگریکــه دو مـدل DB1و DB2دارـند ، وـجود داــلبــتنیبــه عـرض 2440mmبــر روـیمـدل DB2مـیبــاشد کــه ـیـثر داــلبــتنیبــر روـیروـند مـقاوـمـسازـیمـیبــاشد .تــعداد و بــه عـلتبــررـس ا نــحوهـ گــسترشبــرشـگیرها نــیز هـمانـند ســاخـتمانهایمـتعارـفمـوجود مـیبــاشد . ـت مـشخصـس . ا مـنحنیهایهـیسرسـیسو شــکلمـدلـها پــساز آزـمایـشدر شــکل(2و)3 • • • بر اساس نتایج به دست آمده برای نمونه DB1مشخص شد که ایجاد اتصال RBSدر مدل DB1دارای تاثیر زیادی در افزایش شکل پذیری اصتال نمی باشد .در صورتیکه در نمونه DB2شکل پذیری به میزان قابل توجهی افزایش می یابد .این تغییر در رفتار دو مدل می تواـند به دو علت باشد . اوال :در مدل DB1بعلت استفاده از الکترود E70T-4که دارای فلز جوش با سختی و چقرمگی کم ()Low Toughness weld metalـ می باشد ،جوش در مراحل اولیه بارگذاری گسیخته می شود .در صورتیکه مدل DB2که در آن تیر توسط جوش با الکترود E71T- 8که دارای فلز جوش با سختی و چـقرمگی زیاد (High Toughness )wld metalـ می باشد صورت پذیرفته است . ثانیا :در مدل DB2بعلت وجود دال بتنی و تاثیر آن در مقاومت اتصال ،میزان چرخش به دست آمده بسیار بیشتر از نمونه DB1می باشد . همچنین افزودن دال بتنی اـبعث کاهش میزان کرنش در بال باالیی تیر می شود که نشاندهنده اثر مثبت دال بر روی رفتار لرزه ای اتصال می باشد . همچنین در این تحقیق مشخص شد که دال بتنی تاثیر مهمی بر روی رفتار کلی بال پایینی تیر ندارد . • • • • مدلسازی اتصال : با توجه به اینکه مقاطع مورد آزمایش در SACو FEMAو سایر منابع موجود همگی مقاطع با ارتفاع زیاد برای تیر می باشند و در ایران از این مقاطع استفاده نمی شود ،بررسی تاثیر روش مقاومسازی مطرح شده در باال بر روی پروفیلهای متداول در ایران ضروری به نظر می رسد . در نتیجه در اینجا به بررسی تاثیر ایجاد اتصال RBSدر بال پایینی بر روی رفتار لرزه ای اـتصال توسط نرم افزار ANSYSپرداـخته شده است .برای مقطع تیر از پروفیل IPE330و برای مقطع ستون از پروفیل IPB260استفاده شده است .همچنین طراحی به گونه ای صورت گرفته که چشمه اتصال در حالت باالنس باشد و در نتیجه از دو ورق مضاعف به ضخامت 1cmاستفاده شده است . (ظرفیت چشمـه اتصال متناسب با ظرفیت پالستیک تیر باشد) . همچنین از ورق پیوستگی نیز در مدلسازی استفاده شده است .دو مدل ،یکی دارای اتصال SMFمی باشد و دیگری توسط برش در بال پایینی مقاومسازی شده است .هر دو مدل توسط اتصال مستقیم بال و دیگری توسط برش در بال پایینی مقاومسازی شده است .هر دو مدل توسطا تصال مستقیم بال تیر به ستون طراحی شده و مدل شده اند .همچنین در مدل سازی ورقهای منتقل کننده برش از جان تیر به ستون نیز مد نظر قرار گرفته است و طراحـی شده است .]2[ . • برای مدلسازی از المان صفحه ای SHELL43استفاده شد که دارای چهار گره می باشد و هر گره دارای شش درجه آزادی می باشد (سه درجه آزادی انتقالی و سه درجه آزادی دورانی) و دارای خواص غیر خطی و تغییر شکل بزرگ می باشد .با توجه به این نکته که در این زیر سازه تمرکز تنش و کرنش در ناحیه اتصال و چشمه اتصال می باشد از مش بندی ریز تری در این نواحی استفاده شد .سپس مدلها تحت بارگذاری سیکلیک قرار گرفتند .نمودار بارگذاری در شکل (4ـ الف) مشاهده می شود .نحوه بارگذاری به گونه ای است که تغییر مکان به باالی زیر سازه صلیبی شکل وارد می شود . (شکل 4ـ ب) برای مدل کردن جوشهای گوشه که متصل کننده ورق برشی به جان تیر می باشد از المان SHELL43استفاده شده است بگونه ای که ضخامت ورق متصل کننده به اندازه ضخامت گلوی جوش می باشد که دارای تقریب قابل قبول می باشد . • نحوه مدلسازی و مش بندی انجام شده در شکل ( )5مشخص است • • – 5نتایج بدست آمده از تحلیل : همانگونه که در شکل ( )6مشخص است ،منحنی لنگر ـ زاویه تغییر مکان جانبی داخلی ()inter story drift angleـ برای دو نمونه بدست آمده است .با توجه بهـ این نمودار مشخص می شود که حداکثر لنگر وارده از طرف تیر در بر ستون در دو نمونه متفاوت می باشد .به گونه ای که برای اتصالم عمولی این میزان برابر با 21/15t.mمی باشد .در صورتیکه این مقدار برای اتصال دارای برشـ در بال پایین برابر با 19/54t.mمی باشد .با توجه به اینکه نکته که ظرفیت پالستیک تیر برابر با 19/3t.mمی باشد ،نسبت حداکثر لنگر وارده به ظرفیت مقطع برای اتصال smfو RBS بترتیب برابر با 1/1و 01/1می بشد .بعبارت دیگر افزودن اتصال RBSدر بال پایینی باعث کاهش لنگر وارده به اتصال و در نتیجه کاهش نیروی برشی وارده به چشم هاتصال می شود .به گونهـ ای که نسبت لنگرها 92/0می باشد .یعنی 08/0کاهش در میزان لنگر وارده از ظرف تیر به ستون رخ داده است .همنین حداکثر تنش برشی در مدل مقاومسازی شده نسبت به مدل smfدر چشمه اتصال و جان تیر به ترتیب 04/0و 13/0کاهش یافته است ( .شکل شماره .)8 همانگونه که در شکل ( )7مشخص است .حداکثر تنش بدست آمده در مدل معمولی در تیر و در بر ستون می باشد . در صورتیکه این میزان برای تیر مقاومسازی شده در فاصله مشخص و از پیش تعیین شده می باشد و تاثیر برش باال تیر بر روی نحوه گسترش مفصل پالستیک بخوبی مشهود است • • • • • بحث و نتیجه گیری : با توجه به تجربیات زلزله های گذشته مقاومسازی اتصاالت در قابهای خمشی که بدون توجه به نحوه تشکیل و گسترش مفصل پالستیک طراحی و اجرا شده اند ضروری می باشد .اصوال مقاومسازی اتصاالت معموال با هدف انتقال مفصل پالستیک به داخل تیر و به دو صورت امکان پذیر است .یکی افزودن اجزایی به اتصال تحت دیتیل خاص ،به گونه ای که باعث انتقال مفصل پالستیک به یک ناحیه از پیش تعیین شده می شود .و دیگری بریدن بخشی از بال تیر که باعث کاهش ظرفیت تیر در آن ناحیه و هدایت مفصل پالستیک به آن ناحیه می شود . با توجه به آزمایشات صورت پذیرفته در مقیاس واقعی مشخص شد که نحوه اتصال بال تیر به بال ستون و فلز جوش مورد استفاده می تواند دارای تاثیر بسیار زیادی در رفتار اتصال باشد و در صورتیکه طاقت فلز جوش تحت بارگذاری کم باشد (الکترود )E70T-4برش بال پایینی تیر و ایجاد اتصال RBSبه تنهای نمی تواند باعث بهبود رفتار لرزه ای اتصال شود . درصورتیکه جوش مورد استفاده از نوع پر مقاومت (الکترود )E71T-8 باشد ،آنگاه ایجاد برش در بال پایینی تیر می تواند باعث افزایش کارایی اتصال شود . همچنین مشخص شد که دال بتنی دارای تاثیر مثبتی دررفتار لرزه ای اتصال می باشد و باعث کاهش میزان کرنش در بال باالیی تیر می شود .و دال هیچگونه تاثیری بر روی روند گسترش مفصل پالستیک و میزان کرنش در بال پایینی تیر ندارد . باتوجه به آنالیزهای صورت گرفته مشخص شد که این روند در پروفیلهای متداول در ایران نیز صادق می باشد و نحوه گسترش مفصل پالستیک در مدلهای دارای اتصال RBSدر بال پایین بسیار متفاوت با الت اتصال SMFمی باشد .در اتصال مقاومسازی شده توسط برش بال تحتانی ،مفصل پالستیک بخوبی بداخل تیر منتقل شده است و در نتیجه کرنش در جوش متصل کننده بال تیر به ستون کاهش یافته و خطر شکست ترد کمتر می شود .در اتصاالت مقاومسازی نشده لنگر بیشتری به ناحیه اتصال و چشمه اتصال وارد می گردد .البته شایان ذکر است در مدلهای آنالیز شده طراحی اولیه با فرض رعایت وارد می گردد .البته شایان ذکر است در مدلهای آنالیز شده طراحی اولیه با فرض رعایت کامل ضوابط مربوط به تیر ضعیف ـ ستون قوی می باشد .همچنین مقاومت چشمه اتصال وارد می گردد .البته شایان ذکر است در مدلهای آنالیز شده طراحی اولیه با فرض رعایت کامل ضوابط مربوط به تیر ضعیف ـ ستون قوی می باشد .همچنین مقاومت چشمه اتصال در حالت تعادل با ظرفیت خمشی تیر می باشد .بدیهی است در صورت تغییر در مقاومت چشمه اتصال میزان چرخش پالستیک تیر و همچنین شکل پذیری سیستم ئ تاثیر ایجاد اتصال RBSدر رفتار لرزه ای اتصال تغییر می نماید . : مراجع ، یین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزلهU] آ1[ . ـ ویرایش سوم2800استاندارد طرح و اجرای ساختمان: مبحث دهم، ] مقررات ملی ساختمان2[ . 1384 . های فوالدی Civjan , S.A, Engelhardt, M.D., and Gross , J.L. . ]3[ “Retrofit of Pre-Northridge Moment Resisting Connections.” ASCE Journal of Structural .Engineering . April 2000 . pp. 445-452 Roeder C. , The state-of-the-art report on .]4[ .connection performance. FEMA 355d Washington , DC : Federal Emergency Management . Agency , 2000 Federal Emergency Management Agency . , .]5[ Recommended seismic design criteria for new steel moment-frame buildings. Report no . FEMA – 350; .2000 Chia-Ming Uang , Qi-song “Kent” Yu. Shane Noel .]6[ , and John Gross, CYCLIC TESTING OF STEEL MOMENT CONNECTIONS REHABILITATED WITH RBS OR WELDED HAUNCH < JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING / .JANUARY 2000 . pp.57-68 AISC (1999). , Seismic Provisions for .]7[ Structural Steel Buildings (1997), Supplement No. 1 , . American Institute of Steel Construction • • • • • • • • • مقاوم سازی خمشی تیرهای بتن مسلح مقاومت باال توسط ورقهای ورق های FRP • ورق های FRPبه سبب نسبت مقاومت به وزن باال ، مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی ،مقاومت در برابر خستگی ناشی از بارگذاریو همچنین نصب سریع در چند سال اخیر جهت امر بهسازی و ترمیم سازه ها خصوصا سازه های بتنی به دشت مورد توجه قرار گرفته اند .الیه های FRPبا وزنی معادل %20وزن فوالد غالبا مقاومتی در حدود 2تا 10 برابر فوالد از خود نشان می دهند که وجود این خاصیت سبب استفاده گسترده از الیاف فوق در صنایع گوناگون گردیده است .سالهای زیادی است که از الیاف FRPدر صنایع هوا فضا استفاده می گردد اما در گذشته بهای نسبتا سنگین این الیاف سبب گردیده بود که استفاده از آنها در صنعت ساختمان ناچیز و محدود باشد لیکن امروزه به دلیل گسترش تولید این مواد و به طبع آن کاهش بهای آنها و همچنین به سبب برتری های خاص این الیاف ،میت وان توجیه ماسب اقتصادی برای استفاده از آنها ارائه نمود . • با توجه به نو پا بودن این تکنیک تقویت ،از اواسط دهه نود فعالیت های گسترده ای بر روی بررسی رفتار این پلیمرها در مقاوم سازی خمشی تیرهای بتنی به وسیله چسباندن این الیاف به ناحیه تحت کشش مقطع انجام شده است که همگی آنها بر بهبود رفتار مکانیکی افزایش مقاومت خمشی تیرهای تاکید دارند 5[ .ـ.]1 • • • جهت بررسی کامل تیرهای بتنی مقاوم سازی شده واضح است که عالوه بر جنبه های مقاومتی ،عملکرد اعضاء تحت شرایط بهره برداری نیز باید رضایت بخش باشند و این امر با تامین مقاومت کافی برای عضو خود به خود تحقق نمی یاید .در یک عضو که به روش مقاومت نهایی طرح شده است ممکن است تغییر مکان های ایجاد شده تحت بارهای بهره برداری بیش از اندازه بزرگ باشد به طوری که سبب آسیب رساندن به قسمت های غیر سازه ای شود و یا از سوی دیگر ،ترکهای ایجاد شده در تیرها ممکن است به اندازه ای بزرگ باشند که خوردگی آرماتورها را موجب شود و از نظر ظاهری نیز نا مطلوب باشد . در این تحقیق آزمایشگاهی اثر ورقهای FRPدر مقاوم سازی خمشی تیرهای بتن مسلح حاوی بتن با مقاومت باال مورد بررسی قرار گرفته است .میزان آرماتور کششی و تعداد الیه FRPدر ساخت نمونه ها و تقویت آنها به عنوان متغیر در نظر گرفته شده است .تعداد شش تیر بتنی دارای سطح مقطع ،طول و میزان میلگرد فشاری و برشی یکسان حاوی بتن با مقاومت باال ،دارای آرماتور کششی برابر با و ساخته شده و تحت آزمایش خمـش چهار نقطه ای قرار گرفته و عملکرد آنها مورد بررسی قرار گرفته است .از شش نمونه ذکر شده دو نمونه بدون FRPبه عنوان نمونه شاهد و چهار نمونه دیگر با یک و چهار الیه FRPمقاوم سازی شده اند . در این تحقیق 6تیر بتن مسلح حاوی بتن با مقاومت باال ،با سطح مقطع و طول یکسان ساخته شده و تا لحظه شکست تحت آزمایش خمش چهار نقطه ای قرار گرفتند .تیرها با توجه به مقدار آرماتور کششی آنها به دو گروه تقسیم شده و از هر گروه یک نمونه به عنوان تیر کنترل و بدون مقاوم سازی مورد آزمایش قرار گرفته و بقیه نمونه ها با یک و چهار الیه الیاف کربن مقاوم سازی شده و سپس تحت بارگذاری قرار گرفتند .طول همه تیرهای مورد آزمایش 300سانتیمتر بود که بر روی تکیه گاههایی با دهانه 270سانتیمتر مورد بارگذاری و آزمایش قرار گرفتند .با توجه به نتایج آزمایشات گذشته []6ـ ، • جهت افزایش اثر مقاوم سازی و تاخیر در جداشدگی FRPاز سطح بتن ،طول FRPمصرفی برابر با 260سانتیمتر در نظر گرفته شده است که تقریبا تمامی طول دهانه تیرـ را پوشش می دهد . • سطح مقطع تمامی تیرها مستطیلی و به ابعاد 15×25سانتیمتر در نظر گرفته شده است .آرماتور فشاری تمامی تیرها دو عدد میلگرد با قطر 10 میلیمتر و آرماتور کششی نمونه های سری الف دو عدد میلگرد با قطر 16میلیمتر و برای نمونه های سری ب دو عدد میلگرد با قطر 22 میلیمتر منظور شده است .برای تمامی تیرها از آرماتور برشی یکسان استفاده شده است که عبارت است از خاموت بسته به قطر 10میلیمتر که در فاصله 9سانتیمتر از یکدیگر در دهانه های برشی تیر پخش شده اند و طراحی این خاموتها به گونه ای است که از شکست برشی تیرها جلوگیری شده و شکست نمونه ها به صوـرت خمشی اتفاق بیفتد .برای بارگذاری از دو بار متمرکز متقارن که به فاصله 90سانتیمتر از یکدیگر قرار گرفت اند استفاده شده است .به این ترتیب ،مقدار دهانه برش برابر با 90سانتیمتر و نسبت طول دهانه برـشی به عمق موثر برابر با ¼ می شود که این مقدار ،تیرهایم ورد نظر را در رده تیرهای معمولی قرار می دهد . • در شکل ، 1ابعاد تیرـهای مورد آزمایش به همراه محل نصب کرنش سنج ها و همینطور محل قرار گیری خز سنج ها آورده شده است . • کرنش سنجهای الکتریکی بر روی آرماتور کششی ،فشاری ، برشی و همچنین سطح بتن و FRPدر نقاط مختلف چسبانده شده تا در بارهای مختلف قادر به اندازه گیری میزان کرنش در مقاطع مختلف بوده تا با استفاده از خیز سنجهای الکتریکی با دقت باال که در نقاط مختلفی از تیر قرار گرفته اند ،روند افزایش خیز تیر نیز به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است .با استفاده از دوربین ترک سنج ،عرض بزرگترین ترک خمشی و برشی نیز اندازه گیری و با هر افزایش باری قرائت و ثبت می وشند . • نام هر تیر از دو حرف تشکیل شده است که حرف اول نشان دهنده میزان آرماتور کششی (سری Aیا )Bو نام دوم نشان دهنده تعداد الیه FRPمصرفی جهت مقاوم سازی نمونه می باشد .در جداول 1مشخصات تیرهای ساخته شده در این تحقیق آورده شده است . • برای هر تیر تعداد 3عدد نمونه مکعبی 10×10×10 سانتیمتر در هنگام بتن ریزی نمونه ها ساخته شده و در شرایط مشابه به تیرهای به عمل آوری شدندـ .این نمونه ها در سن 28روزه تحت آزمایش فشار قرار گرفته و میانگین مقاومت فشاری آنها برابر با 962 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بدست آمد .برای تبدیل مقاومت فشاری نمونه های مکعبی به مقاومت فشاری نمونه استوانه ای استاندارد از ضریب 8/0استفاده شد که بدین ترتیب مقاومت فشاری بتن مصرفی در تمامی تیرهای ساخته شده در این تحقیق برابر با 770کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در نظر گرفته می شود .میلگردهای آجدار مصرفی ساخت کارخانه ذوب آهن اصفهان و دارای تنش تسلیمی برابر با 4200 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشند FRP .مورد استفاده در این تحقیق از نوع کربن با جرم حجمی 78/1گرم بر سانتیمتر مکعب بوده و ضخامت هر الیه آن برابر با 045/0میلیمتر می باشد .رفتار این ماده تا لحظه شکست به صورت خطی بوده که کارخانه سازنده تنش کششی حداکثر و مدول االستیسیته آن را به ترتیب برابر با 38500و 23×105کیلوگرم بر سانتیمتر مربع اعالم کرده است .کرنش شکست FRPمصرفی برابر با 7/1درصد می باشدـ . • پس از بتن ریزی ،نمونه ها به مدت 28روز تحت شرایط کامال مرطوب عمل آوری دشند .دو عدد از تیرها به عنوان نمونه کنترل بدون انجام مقاوم سازی تحت بارگذاری قرار گرفتند .سطح کششی تیرهای دیگر ابتدا توسط سنگ فرز به میزان 1تا 2میلیمتر ساب زده شده و س=س توسط استون به طور کامل تمیز می گردند . چسب مورد استفاده برای الیه اول (بین سطح بتن و )FRPاز نوع EP-TXبوده که چسبی دو جزئی بوده که پس از اختالط ،توسط کاردک به طور کامل روی سطح بتن مالیده شده و اولین الیه FRPروی آن قرار گرفته و کامال توسط چسب اشباع می گردد .برای چسباندن الیه های بعدی (بین ورقهای )FRPاز چسبی دو جزئی با نام تجاری EP-INاستفاده می شود .این چسب توسط فرچه معمولی روی FRPمالیده شده و سپس الیه بعدی روی آن قرار می گیرد .خصوصیات چسب های مصرفی در این تحقیق در جدول 2آورده شده است . • پس از کامل شدن عملیات مقاوم سازی نمونه ها حداقل به مدت 7روز در شرایط آزمایشگاه نگهداری شده و پس از نصب کرنش سنج های الکتریکی الزم روی سطح FRPو بتن ،تحت بارگذاری قرار می گیرند .بارگذاری نمونه ها توسط جک هیدرولیکی به صورت مرحله ای با کنترل با افزایش پیدا می کند .پس از هر افزایش بار ،مشاهدات عینی ،قرائت کرنش سنج ها و خیز سنج ها و همینطور نحوه گسترش ترکهـا روی سطح تیر به همراه عرض عریض ترین ترک های خمشی و برشی به طور کامل ثبت می گردد .در شکل 2نمای کلی از سیستم بارگذاری و محل نصب ابزار دقیق مصرفی آورده شده است . • تیرهای شاهد AH0و ( BH0بدون مقاوم سازی) ، دارای شکست نرم بوده و پس از تسلیم آرماتورهای کششی ، کرنش در دورترین تار فشاری بتن از 0035/0در هر دو نمونه تجاوز نموده و با پکیدن بتن ناحیه فشار ،مقطع تخریب می شود .در شکل 3نحوه شکست برای تیر AH0آورده شده است . • نمونه های مقاوم سازی شده در این تحقیق همگی به واسطه گسیختگی ورقهای FRPتخریب شده اند . این شکست به طور ناگهانی بوده و از نو شکستهای ترد محسوب می شود .در شکل ، 4تیرهای AH4و BH4در حالت نهایی و در شکل 5گسیختگی FRPاز نمای نزدیک نشان داده شده است . • با افزایش تعداد الیه های ، FRPتعداد ترکها افزایش پیدا کرده و فاصله بین ترکها کاهش می یابد که نتیجه آن کاهش عرض ترک در نمونه های مقاوم سازی شده می باشد .همچنین می توان به ازدیاد ترکهای خمشی ـ برشی به علت ازایش مقاومت نهایی و ثابت بودن آرماتورهای برشی به عالوه ایجاد ترکهای افقی در تراز آرماتورهای کششی به علت چسبندگی خوب FRPو سطح بتن اشاره کرد . در شکل 6نقشه گسترش ترک ها برای نمونه های سری Bآورده شده است . • در جدول 3مقادیر بار ،خیز و کرنش آرماتورها ،بتن و FRPبرای مقطع وسط دهانه در حالت نهایی آورده شده است • برای بررسی سختی و تغییر مکان تیرهای مقاوم سازی شده نسبت به نمونه های کنترل ،منحنی بار ـ خیز تیرهای کنترل و تیرهای تقویت شده در شکل 7آورده شده است . • همانطور که در شکل 7نشان داده شده است ،منحنی تیرهای مقاوم سازی شده ،از ابتدا تا انتهای مرحله رفتار خطی نمونه ها به خوبی بر روی نمونه کنترل نظیر خود منطبق است لذا می توان نتیجه گرفغت که در حالت بهره برداری ،سختی و تغییر مکان نمونه های مقاوم سازی شده (صرفنظر از تعداد الیه ، )FRPبا نمونه کنترل کامال همخوانی دارد .اما در ناحیه پالستیک و تا لحظه شکست ،با افزایش تعداد الیه ، FRPسختی تیر افزایش پیدا کرده ولی خیز آن به مقدار زیادی کاهش پیدا می کند که این امر بر کاهش سطح زیر منحنی بار ـ تغییر مکان و در نتیجه کاهش جذب انرژی نمونه های مقاوم سازی شده نسبت به نمونه کنترل داللت دارد .لذا استفاده از این روش مقاوم سازی (جهت اعضای تحت خمش) در مناطق زلزله خیز و به طور کلی مواردی که نیاز به سطح خاصی از شکل پذیری دارند باید با محاسبات کافی همراه باشد . • مصالح شکل پذیر به موادی گفته می شوند که در حین تحمل بار کرنش های زیادی از خود نشان می دهند .کاربرد چنین بیانی برای اعضاء وسازه های بتن مسلح ،عبارت از توانائی حمل تغییر شکل های غیر ارتجاعی ()inelasticـ قابل توجه قبل از تخریب ( )Collapseعضو می باشد .به عبارت دیگر یک ماده یا سازه ترد با رسیدن به بار حداکثر به طور ناگهانی شکسته می شود .در شکل 8رابطه نیرو ـ تغییر شکل که بیانگر رفتار اعضای ترد و شکل پذیر اـست نشان داده شده است [.]7 • در شکل 8نیرو ممکن است بار ،لنگر یا تنش باشد ،در حالیکه تغییر شکل می تواند تغییر طول ،انحناء ،خیز یا چرخش باشد .در این شکل خیز تسلیم مربوط به تسلیم میلگرد در یک مقطع یا مربوط به یک انحراف عمده از منحنی بار ـ خیز یک عضو یا سازه است .عبارت است از خیز نهائی که بعد از آن منحنی بار ـ خیز دارای شیب منفی شود .خیز نهائی که بعد از آن منحنی بار ـ خیز دارای شیب منفی شود .خیز نهائی را می توان با توجـه به شکست موضعی منطقه فشاری در بعضی نقاط عضو با توجه به پایداری و هر شرایط دیگری که منجر به شکست مقطع ،عضو یا سازه مورد نظر می گردد ،تعیین نمود .با توجه به شکل 8نسبت شکل پذیری به صورت ،یا شکلی از این نسبت ها (نسبت چرخش نهائی به چرخش تسلیم و یا نسبت انحناء نهائی به انحناء تسلیم ) تعریف می شود . ]7[ . • در جدول 4مقادیر بار و تغییر مکان وسط دهانه تمامی تیرها در حالت تسلیم و نهایی آورده شده و با استفاده از آن در جدول 5مقادیر نسبت شکل پذیری جابجایی و انحناء محاسبه و آورده شده است . • شکل 9نشان می دهد که تا زمانی که هنوز تیرها از رفتار االستیک برخوردارند و بتن ترک نخورده است ،بین نمونه های تقویت شده و تیرهای کنترل اختالف چندانی مشاهده نمی گردد .تیرهای کنترل پس از ترک خوردگی تا نقطه تسلیم دارای رفتار خطی بوده و پس از تسلیم آرماتورهای کششی ،کرنش تارهای فشاری بتن به سرعت افزایش پیدا کرده تا به مرحله شکست (پکیدگی بتن) برسند .اما در نمونه های تقویت شده ،با افزایش تعداد الیه های ، FRPکرنش تار فشاری بتن نیز تمایل بیشتری به رفتار خطی تا لحظه شکست از خود نشان می دهد که این مساله به خوبی در شکل های 8و 9جهت تیرهای AH4و BH4قابل مشاهده است • در شکل 9تغیرات کرنش در فوالد کششی ،سطح FRPو تار فشاری بتن برای مقطع وسط دهانه جهت تیرهای AH4و BH4آورده شده است .عالقمندان می توانند جهت مطالعه نتایج تمامی نمونه ها به مرجع [ ]9مراجعه نمایند . • در این تحقیق با بررسی اثر الیه های فیبر کربن بر روی مقاومت خمشی تیرهای بتنی تقویت شده با ، FRPنتایج زیر حاصل گردید . • • • • • • استفاده از FRPدر مقاوم سازی خمشی تیرهای بتنی حاوی بتن با مقاومت باال ،روشی بسیار موثر و کار آمد در افزایش مقاومت نهایی تیر می باشد . در نمونه های تقویت شده ،با افزایش تعداد الیه های FRP ،کرنش تار فشاری بتن ،تمایل بیشتری به رفتار خطی تا لحظه کشست از خود نشان داده و تحت تاثیر ترک خوردگی و تسلیم آرماتورها قرار نمی گیرد .بعبارت دیگر می توان از FRPها جهت کاهش کرنش فشاری بتن استفاده نمود . در صورتی که بتوان از جداشدگی FRPو سطح بتن جلوگیری نمود ،حالت بهینه زمانی است که دقیقا در لحظه گسیختگی ، FRPبتن نیز به کرنش فشاری حداکثر خود برسد . در مواردی که کاهش خیز (صرفنظر از شکست ترد) مورد نظر باشد ،استفاده از FRPها بسیار موثر است . با افزایش مقدار آرماتورهای کششی ،اثر مقاوم سازی کاهش پیدا می کند به طوری که با FRPیکسان در تیری با 1 ، 2 درصد آرماتور کششی نزدیک 45درصد افزایش مقاومت ،و برای همان تیر با 2 ، 4درصد آرماتور کششی تنها 12درصد افزایش مقاومت به دست امده است در حالت بهره برداری ،سختی و تغییر مکان نمونه های مقاوم سازی شده (صرفنظر از تعداد الیه ، )FRPبا نمونه کنترل کامال همخوانی دارد .اما در ناحیه پالستیک و تا لحظه شکست ،با افزایش تعداد الیه ، FRPسختی تیر افزایش پیدا کرده ولی خیز آن ب مقدار زیادی کاهش پیدا می کند که این امر بر کاهش شکل پذیری نمونه های مقاوم سازی شده نسبت به نمونه کنترل داللت دارد . :2 Toutanji , H., Zhao, L.and Anselm , E., “Verifications of design – equations of beams externally strengthened with FRP composites “ , Journal of Composites for Construction , 10 , 3, 2006 , .pp 254-264 Oh, B.H., Cho, J.Y. and Park , D.G., “Static and fatigue – behavior of reinforced concrete beams strengthened with steel plates for flexture”, Journal of Structural Engineering, 129 , 4 , .2003 , pp 527- 535 Toutanji , H., Zhao , L.and Zhang , Y . , “Flexural behavior of – reinforced concrete beames externally strengthened with CFRP sheets bonded with an inorganic matrix”, Journal of Engineering .Structures, Vol.28,2006. pp 557-566 Chahrour , A. and Soudki , K., “Flexural response of – reinforced concrete beams strengthened with end-anchored partially bonded carbon fiber-reinforced polymer strips”, Journal of Composites for Construction , 9,2,2005, ppl 70-177 Alagusundaramoorthy , P., Harik . I.E. and Choo , C.C., – “Flexural behavior of R/C beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer sheets or fabric “, Journal of Composites for . Construction , 7,4, 2003, pp292-301 Brena, S.F. and Marci , B.M., “Effect of carbon-fiber – reinforced polymer laminate configureation on the begavior of strengthened reinforced concrete beams “, Journal of Composites . for Construction , 8 ,3, 2004,pp229-240 ، شکل پذیری سازه های بتن آرمه ویژه مناطق زلزله خیز، علی اکبر، – مقصودی . 1375 ، انتشارات دانشگاه شهید باهنر کرمان MAGHSOUDI, A A AND AKBARZADEH , H. – Flexural ductility of HSC members . Structural Engineering and Mechanics, Vol . 24, No , 2, September 2006 , pp . 195. 213 HASHEMI , S H. Analytical and experimental study of HSC – members strengthened with CFRP , thesis to be submitted for the degree of PhD, Civil Eng., Dept. of Kerman University, . 2006, Kerman, Iran •