همایش آروین البرز CAUJR 1 3 2025 12 21 Investigating the effect of FRP on the performance of concrete structures بررسی تاثیر FRP بر عملکرد سازه های بتنی 165 192 10.22051/jera.2021.31891.2698 FA حسین کارشناس ارشد مهندسی عمران گرایش سازه، دانشگاه خلیج فارس بوشهر. (مدیر شهرسازی و معماری شهرداری بندر بوشهر) جلیل کارشناس ارشد رشته جغرافیا و برنامه ریزی شهری. (کارشناس شهرسازی حوزه معاونت شهرسازی و معماری شهرداری بوشهر) 2025 12 19 سازه‌های بتنی موجود به دلایل مختلفی نظیر خطاهای طراحی و اجرا، افزایش بارهای بهره‌برداری، تغییر کاربری، خوردگی آرماتورها و یا آسیب‌های ناشی از زلزله و عوامل محیطی، در بسیاری از موارد نیازمند مقاوم‌سازی و بهسازی می‌باشند. در سال‌های اخیر، استفاده از مصالح پلیمری مسلح به الیاف (FRP) به عنوان یک روش نوین، سبک، با مقاومت بالا و اجرای نسبتاً آسان، توجه گسترده‌ای را در تقویت و ترمیم سازه‌های بتنی به خود جلب کرده است. با این حال، عملکرد مناسب این سیستم‌ها به شدت وابسته به کیفیت پیوند بین FRP و بتن، آماده‌سازی سطح، نوع مهار انتهایی و نحوه اجرا می‌باشد. هدف اصلی این پژوهش بررسی تأثیر استفاده از ورق‌های FRP بر رفتار سازه‌ای اعضای بتن‌آرمه، به‌ویژه تیرهای عمیق دارای بازشو، و ارزیابی نقش این سیستم در بهبود ظرفیت باربری، سختی و کنترل ترک‌خوردگی اعضا در مقایسه با نمونه‌های فاقد تقویت است. در این تحقیق، تحلیل عددی غیرخطی با استفاده از نرم‌افزار المان محدود ANSYS نگارش 12 انجام شده است. جهت مدل‌سازی بتن از المان SOLID65 با در نظر گرفتن قابلیت ترک‌خوردگی و خردشدگی، برای آرماتورهای فولادی از المان LINK8 و برای ورق‌های FRP از المان پوسته‌ای لایه‌ای SHELL181 استفاده گردید. مدل‌ها تحت بارگذاری تدریجی قرار گرفته و رفتار تنش–کرنش، نحوه توزیع تنش‌های اصلی، الگوی ترک‌خوردگی و نمودار بار–تغییرمکان مورد بررسی قرار گرفت. به منظور اطمینان از صحت مدل‌سازی عددی، نتایج با داده‌های آزمایشگاهی موجود مقایسه و کالیبره شدند. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از ورق‌های FRP موجب افزایش قابل توجه ظرفیت باربری، تأخیر در شروع ترک‌خوردگی و بهبود عملکرد غیرخطی تیرهای بتن‌آرمه می‌شود. همچنین، جهت‌گیری مناسب الیاف، به‌ویژه الیاف مایل با زاویه ۴۵ درجه، نقش مهمی در افزایش مقاومت برشی اعضا دارد. در نهایت، می‌توان نتیجه گرفت که تقویت سازه‌های بتنی با FRP، در صورت طراحی و اجرای صحیح، روشی مؤثر و قابل اعتماد برای ارتقای عملکرد و افزایش دوام سازه‌ها محسوب می‌شود. سازه‌های بتنی موجود به دلایل مختلفی نظیر خطاهای طراحی و اجرا، افزایش بارهای بهره‌برداری، تغییر کاربری، خوردگی آرماتورها و یا آسیب‌های ناشی از زلزله و عوامل محیطی، در بسیاری از موارد نیازمند مقاوم‌سازی و بهسازی می‌باشند. در سال‌های اخیر، استفاده از مصالح پلیمری مسلح به الیاف (FRP) به عنوان یک روش نوین، سبک، با مقاومت بالا و اجرای نسبتاً آسان، توجه گسترده‌ای را در تقویت و ترمیم سازه‌های بتنی به خود جلب کرده است. با این حال، عملکرد مناسب این سیستم‌ها به شدت وابسته به کیفیت پیوند بین FRP و بتن، آماده‌سازی سطح، نوع مهار انتهایی و نحوه اجرا می‌باشد. هدف اصلی این پژوهش بررسی تأثیر استفاده از ورق‌های FRP بر رفتار سازه‌ای اعضای بتن‌آرمه، به‌ویژه تیرهای عمیق دارای بازشو، و ارزیابی نقش این سیستم در بهبود ظرفیت باربری، سختی و کنترل ترک‌خوردگی اعضا در مقایسه با نمونه‌های فاقد تقویت است. در این تحقیق، تحلیل عددی غیرخطی با استفاده از نرم‌افزار المان محدود ANSYS نگارش 12 انجام شده است. جهت مدل‌سازی بتن از المان SOLID65 با در نظر گرفتن قابلیت ترک‌خوردگی و خردشدگی، برای آرماتورهای فولادی از المان LINK8 و برای ورق‌های FRP از المان پوسته‌ای لایه‌ای SHELL181 استفاده گردید. مدل‌ها تحت بارگذاری تدریجی قرار گرفته و رفتار تنش–کرنش، نحوه توزیع تنش‌های اصلی، الگوی ترک‌خوردگی و نمودار بار–تغییرمکان مورد بررسی قرار گرفت. به منظور اطمینان از صحت مدل‌سازی عددی، نتایج با داده‌های آزمایشگاهی موجود مقایسه و کالیبره شدند. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از ورق‌های FRP موجب افزایش قابل توجه ظرفیت باربری، تأخیر در شروع ترک‌خوردگی و بهبود عملکرد غیرخطی تیرهای بتن‌آرمه می‌شود. همچنین، جهت‌گیری مناسب الیاف، به‌ویژه الیاف مایل با زاویه ۴۵ درجه، نقش مهمی در افزایش مقاومت برشی اعضا دارد. در نهایت، می‌توان نتیجه گرفت که تقویت سازه‌های بتنی با FRP، در صورت طراحی و اجرای صحیح، روشی مؤثر و قابل اعتماد برای ارتقای عملکرد و افزایش دوام سازه‌ها محسوب می‌شود. /downloadfilepdf/406879