| مطالعه عددی پیوستگی میلگردهای FRP در بتن و مقایسه با میلگردهای فولادی |
| کد مقاله : 1089-2020ICI (R1) |
| نویسندگان: |
|
پروین میراب دیوشلی *1، ملک محمد رنجبر2 1گروه مهندسی عمران، پردیس دانشگاهی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران 2گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران |
| چکیده مقاله: |
| در حال حاضر به دلیل خوردگی میلگردهای فولادی در شرایط محیطی مخرب، مقاوم‌سازی سازه‌های بتن مسلح در برابر خوردگی امری مهم محسوب می‌شود؛ زیرا فولاد در هنگام قرار گرفتن در برابر شرایط محیطی مخرب مانند کلرید و سولفات دچار خوردگی می‌شود. این خوردگی برخلاف ظاهر بی‌خطر، باعث اختلال در رفتار سازه می‌شود. راه‌حل‌های بسیاری چون پوشش اپوکسی، حفاظت کاتدی، تزریق پلیمر به سطح بتن و استفاده از میلگرد FRP برای جلوگیری از خوردگی میلگرد فولادی در طی سالیان گذشته ارائه‌شده است؛ که در این میان استفاده از میلگردهای FRP به‌جای میلگردهای فولادی به‌عنوان یکی از راه‌حل‌های مناسب مطرح‌شده است. مسئله تأمین پیوستگی بین بتن و میلگرد FRP از فرضیات اساسی و مهم در طراحی سازه‌های بتن مسلح با میلگرد FRP است. میلگردهای FRP و فولادی به دلیل تفاوت در برخی از خواص، رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهند. با توجه به این امر نمی‌توان از فرمول‌های چسبندگی فولاد برای میلگرد FRP استفاده نمود. در این پژوهش عددی ابتدا با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS 2020 مدل‌سازی نمونه صحت سنجی مطابق نمونه‌های Baena و همکاران صورت گرفت. نمونه‌ها به‌صورت ایزوتروپیک مدل‌سازی شدند. نرم‌افزار ABAQUS امکان طراحی تیمارهای سطح را در اختیار قرار نداد، به همین منظور برای ایجاد پیوستگی بین میلگرد و بتن از یک نوع المان چسب استفاده شد و سطح‌های موردنظر به‌وسیله المان چسب به یکدیگر متصل شدند به زبان ساده المان چسب نقش تیمارهای سطح را در نرم‌افزار داشت. پس از مطابقت نمودارهای حاصل از صحت سنجی Baena و همکاران با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS 2020 آزمایش pull-out برای 18 نمونه‌ی فولادی، CFRP و GFRP تحت تأثیر عواملی چون قطر میلگرد، طول تعبیه میلگرد در بتن و مقاومت فشاری بتن مدل‌سازی شد؛ و مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از هر سه نمونه میلگردهای فولادی، CFRP و GFRP تا حدودی مشابه یکدیگر بود. به‌عنوان‌مثال با کاهش قطر میلگرد در هر سه نمونه مدل‌سازی شده شاهد کاهش میزان چسبندگی میلگرد و بتن بودیم. افزایش طول تعبیه از 5/2 به 5 و 5/7، کاهش پیوستگی بین بتن و میلگرد را به دنبال داشت که نتایج حاصل نتایجی قابل پیش‌بینی بود. از مقایسه نمودارهای حاصل از میلگردهای فولادی و FRP نتیجه گرفته شد؛ میلگردهای FRP رفتار پیوستگی خوبی از خود نشان دادند؛ اما تمام نمونه‌های مدل‌سازی شده با کاهش میزان مقاومت فشاری بتن از 50 مگا پاسکال به 30 مگا پاسکال میزان پیوستگی کمتری را با بتن ایجاد کردند. در این میان میلگردهای CFRP پیوستگی بیشتری نسبت میلگردهای فولادی داشتند. میلگرد GFRP پیوستگی کمتری نسبت به فولاد داشت؛ البته لازم به ذکر است پیوستگی ایجادشده بین میلگرد GFRP و بتن پیوستگی قابل قبولی بود. میلگردهای CFRP پیوستگی در حدود 5 درصد بیشتر از میلگردهای فولادی و 25 درصد پیوستگی بیشتر نسبت به میلگردهای GFRP با بتن ایجاد نمودند. نتایج حاصل می‌تواند نکته مثبتی در استفاده از این میلگردها به‌عنوان جایگزین میلگردهای فولادی در بتن باشد. |
| کلیدواژه ها: |
| کلمات کلیدی: میلگرد FRP، میلگرد فولادی، پیوستگی میلگرد، بتن |
| وضعیت : مقاله برای ارائه به صورت پوستر پذیرفته شده است |