نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

بررسی رفتار قاب بتنی ترکیبی مسلح شده با آرماتورهایFRP و فولادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
چکیده
استفاده از آرماتورهای پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) به عنوان راهکاری برای مقابله با پدیده خوردگی در سازه‌هایی نظیر تیر، دال، پل و پارکینگ‌های طبقاتی رو به گسترش است. اما به دلیل رفتار الاستیک خطی، شکست ترد و مدول الاستیسیته پایین این آرماتورها، نگرانی‌هایی برای استفاده از آن‌ها به لحاظ عملکرد سازه‌ای مطرح می‌گردد. در این مطالعه ده قاب بتنی مسلح یک طبقه و یک دهانه، تحت تحلیل بار افزون در نرم افزار آباکوس مدل‌سازی گردید. هدف اصلی، ارزیابی و مقایسه رفتار قاب‌های بتنی مسلح با انواع آرماتورهای FRP (در تیر، ستون یا هر دو)، با قاب‌های بتن آرمه است. نتایج حاصل از تحلیل نشان داد که استفاده از آرماتور CFRP در قاب بتنی یک طبقه، سبب افزایش نیروی جانبی حداکثر و تغییر مکان نسبی متناظر با آن، به ترتیب حدود 63% و 32% نسبت به قاب بتن آرمه می‌شود. درحالی‎که استفاده از آرماتورهای GFRP و AFRP در قاب بتنی، نیروی جانبی حداکثر و تغییر مکان نسبی متناظر را نسبت به قاب بتن آرمه کاهش می‌دهد و بهترین عملکرد در قاب‌های مسلح با آرماتورهای GFRP و AFRP استفاده از این آرماتورها در تیرهای قاب بتنی می‌باشد، که نسبت به استفاده از آرماتورهای GFRP و AFRP در ستون قاب‌های ترکیبی مورد بررسی میزان افزایش نیروی جانبی حداکثر، به ترتیب 18% و 16% می‌باشد. همچنین به منظور بررسی روند ایجاد و گسترش ترک‌خوردگی در قاب‌های بتنی مسلح با انواع آرماتورها، کرنش پلاستیک حداکثر در تغییر مکان نسبی مختلف مقایسه شده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the Behavior of Hybrid Concrete Frames Reinforced with FRP and Steel bars

نویسندگان English

Omid Rezaifar
ّFahimeh Maleki
Ali Kheyroddin
Faculty of Civil Engineering. Semnan University. Semnan, Iran
چکیده English

The use of Fiber-Reinforced Polymer (FRP) bars as a solution to prevent corrosion in structures such as beams, slabs, bridges, and multi-story parking structures is gaining prominence. However, due to their linear-elastic behavior, brittle failure, and low modulus of elasticity, concerns have been raised regarding their structural performance. This study presents a numerical investigation into the behavior of ten one-story one-span reinforced concrete frames subjected to pushover analysis using ABAQUS software. The primary objective is to evaluate and compare the performance of frames reinforced with various types of FRP bars (in beams, columns, or both) against conventionally steel-reinforced concrete frames. The results indicate that using CFRP bars in a one-story frame increases the maximum lateral load and corresponding story drift by approximately 63% and 32%, respectively, compared to the steel-reinforced frame. Conversely, the use of GFRP and AFRP bars leads to a reduction in these parameters. Optimal performance was observed when GFRP and AFRP bars were used exclusively in the beams; in this configuration, the maximum lateral load increased by approximately 18% and 16%, respectively, compared to their use in the columns of the investigated hybrid frames. Furthermore, to examine the trend of crack initiation and propagation, the maximum plastic strain was compared at different drift levels.

کلیدواژه‌ها English

Hybrid concrete frames
Finite element method
FRP bars
Drift
Cracking