EXPERIMENTAL STUDY OF EXTERNALLY FLANGE BONDED CFRP FOR RETROFITTING BEAM – COLUMN JOINTS WITH HIGH CONCRETE COMPRESSIVE STRENGTH UNDER CYCLIC LOADING

Abstract

المنشات الخرسانية المسلحة ذات الاطارات المقاومة للعزوم تتألف من وصلات الابيام -الأعمدة (beam-column joints)، قبل إستخدام المواصفات الزلزالية فإن عملية التصميم غير كافية عندما تتعرض هذه المنشات الى أحمال زلزالية. أضعف الوصلات في هذا النوع من الاطارات هي وصلات الابيام-الاعمدة. هذه الوصلات يمكن أن تفشل نتيجة للقص عند تعرضها لزلزال، مما ينتج عنه أضرار بالمبنى غير قابلة للمعالجة مع إحتمال انهيار المبنى. عدة طرق لتدعيم القص في الوصلات الضعيفة في المباني القديمة قد تمت دراستها و تنفيذها على مباني في الثلاث عقودة الماضية باستخدام شرائح و صفائح CFRP. وجد أن الفشل الناتج من القص يمكن أن يمنع بنجاح بتحويل نوع الفشل إلى انعطاف مفصلي عند مناطق التلاقي في وصللات الابيام-الأعمدة. الفشل الموضعي في الابيام المتصلة بعيدا عن تداخل وصلات الابيام-الأعمدة هو المفضل دائما أكثر من تكون المفلصة اللدنة عند منطقة التداخل. في وصلات الابيام-الأعمدة الحديثة المكونة من خرسانة عالية المقاومة و تسليح عرضي، فإن الفشل يحدث أيضا نتيجة للإنعطاف المفصلي عند منطقة تداخل الابيام-الاعمدة نتيجة لخضوع التسليح العلوي في البيم. و هذا أيضا غير مرغوب فيه لأن الخضوع يمكنه أن يتغلغل داخل الوصلة مما قد يؤدي أيضا إلى فشل نتيجة للقص. إذا من المناسب أن كل وصلات الابيام-الأعمدة تتعرض لفشل إنعطافي بتكون المفصلة اللدنة بعيدا عن مناطق تداخل وصلات الأبيام-الاعمدة، تماما في البيم الرابط. في هذه الدراسة، ثمانية عينات من وصلات الابيام-الاعمدة الركنية الخارجية بمقياس 1/3 من إطار نموذجي مقاوم للعزوم، مكونة من خرسانة عالية المقاومة و بدون تسليح عرضي تم اختبارهم تحت تاثير حمل ترددي بمعدل ثابت باستخدام نظام التحكم في الانحراف (displacement controlled). أربعة من هذه العينات تم تدعيمها بشفة CFRP رابطة في إتجاه واحد بمختلف عدد الطبقات و الاطوال. العينات التي تم إختبارها معمليا تمت نمذجتها بإستخدام أحد البرامج التجارية المتوفرة التي تعمل بطريقة العنصر المتناهي و يدعى ABAQUS. بإستخدام نموذج ضرر الخرسانة اللدن (concrete damage plasticity) و نموذج فشل Tsai-Wu لنمذجة سلوك CFRP و الإيبوكسي معا. في الاختبار المعملي، العينات المرجعية فشلت بالإنعطاف نتيجة لتكون المفصلة اللدنة في منطقة تداخل وصلة الابيام-الأعمدة. العينات المدعمة أيضا فشلت بالانعطاف و لكن بتكون المفصلة اللدنة عند منطقة توقف شرائح CFRP. عملية تحويل منطقة المفصلة اللدنة ينتج زيادة عالية في القدرة التحميلية، زيادة الممطيلية، و تبديد الطاقة في هذه العينات. عملية النمذجة اللاخطية بإستخدام طريقة العنصر المنتاهي أظهرت نتائج مشابهة لتلك التي حصل عليها معمليا. النتائج المعملية و العددية تمت التحقق منها بالطرق التحليلية باستخدام معادلات مواصفات معهد الخرسانة الأمريكي (ACI 440)، بقارنة الحمل الأقصى، و الانفعالات في حديد التسليح و شرائح CFRP. عملية التدعيم المقدمة في هذه الدراسة مناسبة للمباني الحالية، و هي لا تزال ضرورية للتعرف على كيفية تصميم وصلات الأبيام-الأعمدة للإطارات المقاومة للعزوم لجعل المفصلة اللدنة تتكون داخل الأبيام في المباني المراد إنشاءها