۵ф ۱٫۵mm
ф۱٫۵ @۳۰mm
۸۰mm
۸۰mm
شکل (۴-۵). سطح مقطع تیرهای مسلح
محاسبهی ظرفیت خمشی تیرهای تقویت شده با GFRP
توزیع تنش و کرنش مقطع مستطیلی دارای فولاد فشاری و تقویت شده با FRP در شکل ۴-۶ نشان داده شده است [۴۰].
در این حالت مقاومت حدی مقطع از رابطه زیر بدست می آید:
(۴-۱)
در معادله فوق:
لنگر خمشی مقاوم نهایی مقطع، : ضریب جزئی ایمنی فولاد، : تنش کششی در فولاد کششی، : سطح مقطع کل آرماتور کششی، : فاصله دورترین تار فشاری تا مرکز سطح فولاد کششی، : ارتفاع بلوک فشاری بتن، : تنش فشاری در فولاد فشاری، : سطح مقطع کل آرماتور فشاری، : فاصله دورترین تار فشاری تا مرکز سطح فولاد فشاری،: ضریب جزیی ایمنی مصالحFRP ، : مدول الاستیسیته مصالح FRP، : کرنش مصالح FRP، : سطح مقطع مصالح FRP و : ارتفاع کل مقطع میباشد.
در صورت جاری شدن فولاد کششی، با و جاری شدن فولاد کششی و فشاری و با جایگزین میشوند.
شکل (۴-۶). نمودارتنش- کرنش مقطع مستطیلی دارای فولاد فشاری تحت خمش [۴۰].
فرضیات زیر در محاسبات تقویت خمشی مقطع بتنی با بهره گرفتن از سیستم FRP بکار می روند [۴۰]:
محاسبات طراحی براساس ابعاد واقعی موجود، نحوه استقرار میلگردها و خصوصیات مصالح عضو تقویت شده میباشد.
کرنش در بتن و مصالح FRP متناسب با فاصله آنها از محور خنثی است. به عبارتی شکل مقطع قبل و بعد از بارگذاری تغییر نمیکند.
هیچ نوع لغزش نسبی بین FRP و بتن رخ نمی دهد
تغییر شکل برشی در لایه چسب، با توجه به ضخامت خیلی کم آن، نادیده گرفته می شود.
حداکثر کرنش فشاری بتن ۰۰۳/۰ فرض می گردد.
از مقاومت کششی بتن صرفنظر می شود.
رابطه تنش – کرنش FRP تا نقطه شکست آن، به صورت الاستیک خطی فرض می شود.
البته باید توجه داشت که بعضی از فرضهای فوق، رفتار دقیق تقویت خمشی با FRP را منعکس نمیکند و استفاده از آنها به خاطر سادگی محاسبات میباشد. برای مثال در لایه چسب به سبب لغزش نسبی FRP و بتن، تغییر شکل برشی وجود دارد. به هر حال عدم صحت دقیق فرضیه ها تأثیر قابل ملاحظهای بر مقاومت خمشی عضو تقویت شده با FRP نخواهد گذاشت.
ضرایب جزیی ایمنی مصالح فولاد و بتن براساس ضوابط مندرج در آیین نامه بتن ایران “آبا” در نظر گرفته می شوند. ضریب جزیی ایمنی مصالح FRP، ، صرفنظر از نوع بارگذاری، بستگی به نوع آن و شرایط محیطی کار دارد. این مقدار از ضرب عدد ۸۵/۰ در مقادیر متناسب با جدول ۴-۲ که ضرایب کاهش محیطی نامیده می شود به دست می آید[۴۰].
جدول ۴-۲ ضرایب کاهش محیطی برای مصالح FRP[40].
شرایط محیطی | نوع الیاف و رزین | ضریب کاهش محیطی |
شرایط محیطی ملایم | کربن- اپوکسی | ۹۵/۰ |
شیشه- اپوکسی | ۷۵/۰ | |
آرامید- اپوکسی |