آزاد یزدانی

سازهای بتن مسلح ممکن است به دلایلی از جمله آسیبهای ناشی زمین لرزه، تغییر کاربری، تغییر آیین نامه ها، خطاهای طراحی و اجرا و قرارگیری در شرایط محیطی مخرب مورد تقویت خارجی قرار گیرند. در سالهای اخیر جهت مقابله با تغییرات زیست محیطی، تعمیر و تقویت سازههای موجود نسبت به تخریب و بازسازی آنها در اولویت قرار دارد. روشهای متعددی جهت تقویت خارجی سازهای بتن مسلح به کار می رود. استفاده از کامپوزیتهای الیاف مسلح شدهی پلیمری (FRP) به دلایلی از جمله نسبت مقاومت به وزن بالا، مقاومت بسیار مناسب در محیطهای خورنده و عدم تغییر محسوس در ابعاد عضو تقویت شده، بسیار مورد توجه و پر کاربرد است. تقویت اعضای بتن مسلح توسط کامپوزیتهای FRPبه کمک روشهای مختلف به انجام میرسد. روش نصب خارجی (EBR) یکی از مرسومترین و سادهترین آنها میباشد. استفاده از روش EBRهمواره با پدیده نامطلوب جدا شدگی زود هنگام که موجب هدر رفت مصالح گران قیمت کامپوزیتهای FRPمیشود؛ رو به رو بوده است. از این رو بیش از یک دهه میباشد که روش نوینی با عنوان روش شیار زنی (GM) جهت به تأخیر انداختن جدا شدگی ابداع و توسعه یافته است. تکنیکهای نصب خارجی روی شیار (EBROG) و نصب خارجی داخل شیار (EBRIG) به عنوان دو حالت پرکاربرد روش GMمیباشند. توانای تکنیک EBROGدر به تأخیر انداختن جدا شدگی کامپوزیت FRPاز وجه کششی تیرهای تقویت شده خمشی بسیار قابل توجه بود. از این رو به پیرو آن، مطالعات آزمایشگاهی جهت استفاده از روش EBROGدر تقویت سایر اعضای سازهای مانند ستونها، دالها و اتصالات تیر-ستون به انجام رسیدهاند. به موجب عملکرد بسیار مناسب روش EBROGدر تقویت اعضای سازهی، مطالعات گستردهی بر شناخت رفتار اتصال EBROGاز طریق آزمایش برش مستقیم صورت گرفتهاند. با وجود تعداد زیاد مطالعات آزمایشگاهی، تا کنون مطالعات تحلیلی بسیار محدودی در زمینه شناخت رفتار اتصال EBROGترتیب داده شدهاند. از این رو، هدف اصلی مطالعه حاضر استخراج و ارائه ی مدلهای با فرم بسته جهت تحلیل رفتار اتصال EBROGمیباشد. به این منظور ابتدا تمامی مطالعات انجام شده بر استفاده از روش EBROGدر تقویت اعضای سازهای و نیز مطالعات انجام شده جهت شناخت رفتار این اتصال مرور، و مورد بحث و بررسی جامع قرار گرفتند. سپس معادلات دیفرانسیلی لغزش کامپوزیت FRPدر یک اتصال EBROGتوسعه داده شدند. حل این معادلات با توجه به تعریف ارتباط بین تنش برشی و لغزش امکان پذیر بود. به این منظور، چند حالت مختلف از ارتباط بین تنش برشی و لغزش از جمله مدلهای دو-خطی و غیر خطی تنش برشی- لغزش به کار رفتند. با حل معادلات دیفرانسیل مذکور، مدلهای تحلیلی با فرم بسته از جمله توزیع لغزش، تنش برشی و کرنش در طول اتصال جهت توصیف رفتار اتصال EBROG به دست آمدند. در ادامه مدلهای مختلفی جهت ارزیابی مقاومت و طول مهار مؤثر اتصال و نیز منحنی بار-لغزش ارائه گردیدند. با توجه به استفاده از انرژی شکست اتصال حاصل از سطح زیر منحنی تنش برشی-لغزش به عنوان یک مفهوم مکانیک شکست، فرم کلی مدل ارزیابی مقاومت اتصال مشابه مدلهای مکانیک شکست شناخته شده برای اتصال EBRبود. مقایسه نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی نشان داد که مدلهای ارائه شده با دقت مناسب و قابل قبول توانای پیش بینی رفتار اتصال EBROGو نیز پارامترهای مانند مقاومت اتصال را دارند. مدلهای با فرض ارتباط غیر خطی تنش برشی-لغزش نسبت به مدلهای با فرض ارتباط دو-خطی تنش برشی-لغزش عملکرد، کارایی و دقت بهتری داشتند