طول وصله در تیرهای بتنی مسلح به آرماتورهای پلیمری الیافی (FRP)

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه الزهرا تهران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

3 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان

چکیده

     تعیین مقاومت پیوستگی و طول وصله آرماتورهای پلیمری الیافی (FRP) از جمله مسائل مورد بحث پژوهشگران در سال‌های اخیر است. در این مقاله، رابطه‌ای برای تعیین طول وصله آرماتورهای FRP وصله شده در تیرهای بتن‌آرمه ارائه می‌شود. بدین منظور ابتدا به کمک نتایج آزمایش‌های بیرون ‌کشیدگی سایر محققین‌، روابطی برای تعیین مقاومت پیوستگی موضعی و مدول تغییر مکان آرماتورهای FRP ارائه می‌شود. سپس به کمک نتایج آزمایش‌های وصله کششی در تیرها، رابطه‌ای برای تعیین مقاومت پیوستگی در طول وصله آرماتور FRP به دست می‌آید. در این رابطه، اثر توزیع واقعی تنش پیوستگی در طول وصله وارد محاسبات شده است. رابطه مقاومت پیوستگی پیشنهادی در مقایسه با سایر روابط موجود و ضوابط آیین­نامه‌ای همبستگی خوبی با نتایج آزمایش دارد. با توجه به دقت مناسب رابطه مقاومت پیوستگی پیشنهادی، می‌توان از آن برای تعیین طول وصله آرماتورهای FRP استفاده نمود. رابطه پیشنهادی برای تعیین طول وصله با روابط آیین­نامه‌ها مقایسه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Splice length in Concrete Beams Reinforced with FRP Bars

نویسندگان [English]

  • Mehrallah Rakhshani Mehr 1
  • Mohammad Reza Esfahani 2
  • Seyed Roohollah Mousavi 3
1 Department of Civil Engineering, Alzahra University
2 Department of Civil Engineering, Ferdowsi University of Mashhad
3 Department of Civil Engineering, University of Sistan and Baluchestan

کلیدواژه‌ها [English]

  • FRP bars
  • Reinforced concrete beam
  • Bond strength
  • Splice length
[1]        Harajli, M., Abouniaj, M., "Bond Performance of GFRP Bars in Tension: Experimental Evaluation and Assessment of ACI 440 Guidelines", Journal of Composites for Construction, 2010, 14 (6), 659-668.
[2]        Tighiouart, B., Benmokrane, B., Mukhopadhyaya, P., "Bond Srength of Glass FRP Rebar Splices in Beams under Static Loading", Construction and Building Materials, 1999, 13, 383-392.
[3]        Newman, N., Ayoub, A., "Development Length of Straight FRP Composite Bars Embedded in Concrete", Journal of Reinforced Plastic and Composite, 2010, 29 (4), 571-589.
[4]        American Concrete Institute Committee 408, "Bond and Development of Straight Reinforcing Bars in Tension", ACI 408R-03, Farmington Hills, Mich., 2003.
[5]        CAN/CSA S806-02, "Design and Construction of Building Components with Fiber Reinforced Polymers", Canadian Standards Association, Rexdale, Ontario, Canada, 2002.
[6]        American Concrete Institute (ACI), "Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars", ACI 440.1R-06, Farmington Hills, Mich., 2006.
[7]        Darwin, D., Idun, E. K., Zuo, J., Tholen, M. L., "Reliability-Based Strength Reduction Factor for Bond", ACI Structural Journal, 1998, 95 (4), 434-443.
[8]        Aly, R., Benmokrane, B., Ebead, U., "Tensile Lap Splicing of Fibre-Reinforced Polymer Reinforcing bars in Concrete", ACI Structural Journal, 2006, 103 (6), 857-864.
[9]        Tepfers, R., "A Theory of Bond Applied to Overlapping Tensile Reinforcement Splices for Deformed Bars", Publication 73:2, Division of Concrete Structures, Chalmers University of Technology, Goteborg, Sweden, 1973.
[10]     Esfahani, M. R., Rangan, B. V., "Local Bond Strength of Reinforcing Bars in Normal Strength and High-Strength Concrete", ACI Structural Journal, 1998, 95 (2), 96-105.
[11]     Esfahani, M. R., Kianoush, M. R., Lachemi, M., "Bond Strength of Glass Fiber Reinforced Polymer Reinforcing Bars in Normal and Self-Consolidating Concrete", Canadian Journal of Civil Engineering, 2005, 32, 553-560.
[12]     Tepfers, R., Karlsson, M., "Pull-out and Tensile Reinforcement Splice Tests using FRP C-bars", FRPRCS-3, The 3rd International Symposium on Non-Metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures, Sapporo, 14-16 October, 1997, pp. 357-364.
[13]     Tepfers, R., Hedlund, G., Rosinski, B., "Pull-out and Tensile Reinforcement Splice Test with GFRP Bars", the 2nd International Conference on Composites in Infrastructure, ICCI, 1998.
[14]     Esfahani, M. R., Rangan, B. V., "Bond between Normal Strength and High-Strength Concrete (HSC) and Reinforcing Bars in Splices in Beams", ACI Structural Journal, 1998, 95 (3), 272-280.
[15]     Aly, R., "Stress Along Tensile Lap-Spliced Fiber Reinforced Polymer Reinforcing Bars in Concrete", Canadian Journal of Civil Engineering, 2007, 34, 1149-1158.
[16]     Aly, R., "Experimental and Analytical Studies on Bond Behavior Of Tensile Lap Spliced FRP Reinforcing Bars in Concrete", PhD Thesis, University of Sherbrook, Canada, 2005.
[17]     Achillides, Z., Pilakoutas, K., "Bond Behavior of Fiber Reinforced Polymer Bars under Direct Pullout Conditions", Journal of Composites for Construction, 2004, 8 (2), 173-81.
[18]     Hao, Q. D., Wang, Y. L., Zhang, Z. C., "Bond Strength Improvement of GFRP Rebars with Different Rib Geometries", Journal of Zhejiang University Science A, 2007, 8 (9), 1356-1365.
[19]     Lee, J., Kim, T., Yi, C., Park, J., You, Y., Park, Y., "Interfacial Bond Strength of Glass Fiber Reinforced Polymer Bars in High-Strength Concrete", Composites: Part B, 2008, 39, 258-270.
[20]     Banea, M., Torres, L., Turon, A., Barris, A., "Experimental Study of Bond Behavior between Concrete and FRP Bars Using a Pull-Out test", Composites: Part B, 2009, 40, 784-797.
[21]     F. Davalos, J., Chen, Y., Ray, I., "Effect of FRP bar Degradation on Interface Bond with High Strength Concrete", Cement and Concrete Composites, 2008, 30, 722-730.
[22]     Okelo, R., Yuan, R.,"Bond Strength of Fiber Reinforced Polymer Rebars in Normal Strength Concrete", Journal of Composites for Construction, 2005, 9 (3), 203-213.
[23]     Mosley, C. P., Tureyen, A. K., Frosch, R. J., "Bond Strength of Nonmetallic Reinforcing Bars", ACI Structural Journal, 2008, 105 (5), 634-642.
[24]     CAN/CSA-S6-00, "Canadian Highway Bridge Design Code", Canadian Standards Association, Rexdale, Ontario, Canada, 2000.
[25]     Wambeke, B., Shield, C., "Development Length of Glass Fiber Reinforced Polymer Bars in Concrete", ACI Structural Journal, 2006, 103 (1), 11-17.
[26]     Darwin, D., Tholen, M. L., Idun, E. K., Zou, J., "Splice Strength of High Relative Rib Area Reinforcing Bars", ACI Structural Journal, 1996, 93 (1), 95-107.
[27]     Quayyum, S., "Bond Behavior of Fiber Reinforced Polymer (FRP) Rebars in Concrete", BSc Thesis, Bangladesh University of Engineering and Technology, Bangladesh, 2010.
[28]     Esfahani, M. R., Kianoush, M. R., "Development/Splice Length of Reinforcing Bars", ACI Structural Journal, 2005, 102 (1), 22-30.