تحلیل عددی ستون های بتنی محصور شده با ورق های frp

تحلیل عددی ستون های بتنی محصور شده با ورق های frp

در چند دهه اخیر، مقاوم سازی ستون های بتنی و بررسی رفتار آن ها تحت بار زلزله به خصوص از نقطه نظر شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی سازه، مورد توجه قرار گرفته است. یکی از روش های موثر در بهبود عملکرد لرزه ای ستون های بتنی، محصور نمودن آن ها با ورق های frp می باشد. بر همین اساس در این پژوهش مطالعه بر روی هفت ستون بتنی با مقطع مربع که توسط کامپوزیت های cfrp تقویت شده اند، صورت گرفته است. از این هفت نمونه، یک نمونه بدون دورپیچ جهت صحت سنجی و شش نمونه توسط صفحات cfrp با اشکال مختلف دورپیچ شده اند. هدف، تعیین رفتار این ستون ها تحت اثر بار محوری و بار جانبی (به صورت کنترل جابجایی) به روش عددی می باشد. در این راستا مقاوم سازی ستون های بتنی تحت بارهای لرزه ای با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام گرفت. هدف از تحلیل عددی این بوده که پارامترهای رفتاری ستون بتنی تقویت شده با کامپوزیت های frp تحت نیروی محوری و جانبی بر حسب نمودارهای نیرو تغییر مکان با نمونه های آزمایشگاهی کلمب و همکاران - 3، کالیبره شود و سپس یک مطالعه پارامتریک عددی جامع انجام پذیرد. به این ترتیب تاثیر پارامترهایی هم چون تعداد لایه های frp، شکل و نحوه تقویت ستون ها و اندازه بار محوری بر روی مؤلفه های مقاومت، شکل پذیری ستون بتنی و میزان جذب انرژی تحت بارهای محوری و جانبی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که تقویت ستون بتنی با مقطع مربع در مقایسه با حالت بدون تقویت باعث افزایش جذب انرژی، باربری نهایی، مقاومت فشاری بتن و شکل پذیری ستون شده که با استفاده از آرایش مناسب صفحات frp و ضخامت آن ها می توان این پارامترها را بهبود بخشید. بررسی نتایج بدست آمده از نرم افزار نشان می دهد که در نمونه های دورپیچ شده به صورت نواری، شکست در فواصل نوارهای frp رخ می دهد در نتیجه بالاترین باربری، جذب انرژی و جابه جایی مربوط به نمونه های کامل دورپیچ شده می باشد.