بررسی تأثیر الیاف ترکیبی فولادی موج دار- قلاب دار و پلی پروپیلن اصلاح شده بر رفتار برشی تیرهای بتن آرمه با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و روابط تجربی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد نور، نور، ایران

2 هئیت علمی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشگاه مازندران

چکیده

یکی از مودهای گسیختگی نامطلوب در تیرهای بتن مسلح ایجاد مود خرابی برشی بدون علایم اخطاردهنده قبل از رخداد گسیختگی خمشی است. یکی از روش‌های جلوگیری از آن در سطح کم نیروهای برشی تامین خاموت حداقل است. یکی از راهکارهای جایگزین برای تامین خاموت حداقل به دلیل مشکلات اجرایی آن در بعضی مواقع استفاده از الیاف می‌باشد. این تحقیق به بررسی تاثیر ترکیب الیاف فولادی موج‌دار با قلاب انتهایی و پلی‏پروپیلن اصلاح شده بر رفتار برشی تیرهای بتن‌آرمه با مقاومت معمولی پرداخته است. نتایج بدست آمده با رفتار برشی مقطع مسلح شده به آرماتور برشی حداقل در شرایط مشابه مقایسه شده و امکان جایگزینی آن با الیاف فوق، بر اساس دستورالعمل ASTM C1609 و شرایط پذیرش الیاف فوق مبتنی بر ACI 318-2011 مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور 16 تیر بتن آرمه با مقیاس و نسبت دهانه برش به ارتفاع مؤثر برابر 6/2 در سه گروه ساخته شد. چهار نمونه اول فاقد الیاف و خاموت برشی بوده، چهار نمونه دوم فاقد الیاف و مسلح به خاموت برشی حداقل بوده و هشت نمونه دیگر بدون خاموت برشی با بتن الیافی ترکیبی با نسبت 75/0% الیاف فولادی (موج‌دار با قلاب انتهایی) و 25/0% الیاف پلی‏پروپیلن و همچنین 1% الیاف فولادی و 25/0% الیاف پلی‏پروپیلن می‌باشد. در ادامه تاثیر آرماتور طولی با درصدهای 5/2 و 4 بر رفتار برشی تیرها مورد بررسی قرار گرفت. بعد از اعمال بارگذاری چهار نقطه‌ای مشاهده شد که الیاف ترکیبی فولادی و پلی‏پروپیلن می‌تواند جایگزین مناسبی برای آرماتور برشی حداقل در تیرهای بتن مسلح باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of crimped end-hooked steel and modified polymeric fibers on shear behavior of reinforced concrete beams using: experimental and empirical investigation

نویسندگان [English]

  • Shahram Maghsoodian 1
  • Farshid Jandaghi Alaee 2
  • Mahdi Nematzadeh 3
1 Faculty of civil engineering, Islamic Azad University Nour Branch, Nour, Iran
2 Shahrood University of Technology
3 Department of civil engineering, University of Mazandaran
چکیده [English]

One of the undesirable modes of failure in reinforced concrete (RC) beams is the shear failure prior to bending one. One of the methods to prevent the occurrence of shear failure at a low level of shear forces is to provide the minimum shear reinforcement in RC beams. This paper investigates the effect of crimped end-hooked steel and modified polymeric fibers on the shear behavior of RC beams with normal strength. The experimental results of this study are then compared whit the shear behavior of the cross-section having the minimum shear reinforcement under similar conditions and the possibility to replace the minimum shear reinforcement by the fibers according to ASTM C1609 along with the fiber acceptance requirements based on ACI 318-2011, is evaluated. For this purpose, 16 half-scale reinforced concrete beam specimens with the shear span-to-effective depth ratio of 2.6 were made in three groups. The first four specimens were without the shear reinforcement and fibers, the other four specimens were without the fibers and reinforced with the minimum shear reinforcement and, eight other specimens were without shear reinforcement containing a hybrid of steel fiber (0.75%, 1%) and polypropylene fiber (0.25%). Moreover, the effect of longitudinal reinforcement ratio (2.5%, 4%) on the shear behavior of the beam specimens was investigated. After using the four-point loading test, it was observed that the combination of the crimped end-hooked steel and modified polymeric fibers would improve the shear behavior of RC beams and could be a good substitute for the minimum shear reinforcement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reinforced Concrete Beam
  • Crimped steel fiber
  • Shear Strength
  • hybrid fiber
  • minimum shear reinforcement