ساخت

(1)

هیلا شیازفا ریثات یاه

راتفر دوبهب رب CFRP نیب یچیپ لاصتا

یدلاوف قرو درس

تخاس

یدلاوف قرو و مرگ

درون یکیتاتسا شرب راب تحت دودحمءازجا مرن رد

هدازرامعم ماهرپ ،نایمیحر اینام ،

باهش یمتاح نیدلا

1 - ع هدکشناد ،دابآ فجن دحاو یملاسا دازآ هاگشناد ،دشرا یسانشراک یوجشناد نارم

2 - نارمع هدکشناد ،دابآ فجن دحاو یملاسا دازآ هاگشناد ،رایداتسا

3 - نارمع هدکشناد ،جوسای هاگشناد ،رایداتسا

[email protected]

هدیکچ

اهلاس رد ی خا ی ر مواقم زاس ی هزاس اه ی زلف ی لا زا هدافتسا اب ی

فا لپ ی رم ی وقت ی ت ( هدش سب )FRP

ی را هجوت دروم

ا رد .تسا هتفرگ رارق ی

ن قحت ی ق پ لاصتا ی چ ی اب ی ک پ ی چ ب ی ن دلاوف کزان قرو ی

درس مرگ قرو و تخاس درون

مرن رد دودحمءازجا رازفا یکیتاتسا شرب راب تحت

، لدم تحص و جس ی درگ ی د لد هب . ی ل ا ی هکن قرو تخااسدرس

سر زا لبق ات ،لاصتا رد ی

ند فرظ هب ی ت اهن یی

، اسگ ی هتخ ام ی ،دواش اراب ی لااصتا رااتفر دوابهب شراب تاحت

یکیتاتسا وقت هب

ی ت قرو اب کزان قرو مرن ردCFRP

دش هتخادرپ رازفا .

اهن رد ی ت ثأت ی ر ازفا ی ش دادعت لا ی ه اه ی

ازفا ردCFRP

ی ش راب لمحت لاصتا

سررب دروم ی

ددع ی .تفرگ رارق

تاملک درس یدلاوف قرو :یدیلک پ لاصتا ،تخاس

مواقم ،یچی مرن ،یزاس

دودحمءازجا رازفا

،

هیلا یاه .CFRP

1 . همدقم

لاس رد راوید ریخا یاه هار زا یکی ناونع هب یدلاوف یشرب

لح مواقم یارب ایند زور یاه هزاس یزاس

یبناج یاهورین ربارب رد اه

داب و هلزلز نامتخاس یناقوف تاقبط رد ًلاومعم .تسا هتفرگ رارق هجوت دروم

قرو تماخض ،دنلب یاه هدافتسا دروم یدلاوف یاه

یم تسدب کزان یشرب راوید یارب قرو شنامک زا سپ تیفرظ زا ،یشرب یاهراوید یحارطرد ادتبا رد .دیآ

یدلاوف یاه

فرص یم رظن لاس اما ؛دش یپ نیققحم هک تسا یدایز یاه

هدرب قرو راب لمحت مامتا یانعم هب کیتسلاا شنامک هک دنا یاه

رب یمن یش قرو شنامک زا سپ تیفرظ ،حیحص یحارط اب و دشاب یم کزان یشرب یاه

کیتسلاا تیفرظ ربارب نیدنچ ات دناوت

دشاب [ 1 یدلاوف یاه قرو زا هدافتسا هجیتن رد .]

درس تخاس هنیزگ زا یکی ،دنراد یمک تماخض ًلاومعم هک ، شیپ یاه

ور

یشربراوید لاصتا یارب .تسا یدلاوف قرو(

درس تخاس باق هب ) لاصتا قرو زا ،نآ فارطا

مرگ یدلاوف قرو سنج زا( 1

درون )

یم هدافتسا

؛دوش یچیپ لاصتا زا هدافتسا تروص رد یدلاوف قرو نیب لاصتا نیا ،یشرب راوید بصن رد

درس تخاس قرو و

لاصتا قرو هب طوبرم (

یدلاوف قرو مرگ

درون یم ماجنا ) .دریگ

لاصتا رد نیب

ات کزان قرو ،قرو ود تیفرظ هب ندیسر زا لبق

یم هدیهل ای هراپ ،ییاهن ؛دوش

یدلاوف قرو ماگنه دوز یگراپ رب رثؤم لماوع هجیتن رد درس

تخاس نامم و یچیپ تلااصتا رد تع

1 Fish plate

(2)

( کزان قرو ماگنه دوز یگراپ زا چیپ لاصتا لحم رد

) مزلتسم ماجنا یم قیقحت دشاب

و مواقم یم نآ یزاس دناوت

راتفر دوبهب رد

م لاصتا یناوارف .دشاب رثؤ تاقیقحت

یهاگشیامزآ و یددع هتفرگ تروص

و لکشرییغت ،ییاهن تمواقم ،لاصتا راتفر یور رب

قرو رد شنت عیزوت زین لاصتا یاه

یایوگ یم عوضوم نیا تیمها .دشاب

د قرو ماگنه دوز یگراپ زا تعنامم یارب قیقحت نیا ر

یدلاوف تخاسدرس چیپ لاصتا لحم رد

مواقم نآ یزاس قرو اب

FRP

1C

رد مرن ازفا یم ماجنا دودحمءازجا ر و دوش

شیازفا اب

هیلا یاه یکیتاتسا شرب راب تحت لاصتا یربراب لمحت شیازفاCFRP

یم یسررب دوش

.

2 . دودحمءازجا لدم

نیا رد شهوژپ مرن ءازجا رازفا دودحم

ABAQUS

هخسن(

لدم یارب )6.11

شیپ و یزاس تا ای هزاس راتفر ینیب

هدرب راک هب لاص

مرن .تسا هدش رازفا

ABAQUS

هزاس لیلحت تیلباق .دراد ار یراذگراب فلتخم تلااح رد و توافتم یسدنه لاکشا رد اه

هزادنا هاگتسد هدش باختنا یریگ

SI (mm)

یم .دشاب

2 - 1 . یسدنه ظاحل زا لدم

قیقحت نیا رد چیپ کی اب قرو ود نیب لاصتا

یکیتاتسا شرب تحت م

درو یم رارق یسررب .دریگ

تاییزج دروم لدم داعبا و

هعلاطم رد لکش 1 لودج و 1 یم هدهاشم .)رتمیلیم هب داعبا( دوش

لکش 1 - دودحمءازجا رازفا مرن رد هدش لدم لاصتا [

4 ]

لودج 1 - لاصتا یازجا تماخض و داعبا [

4 ] تماخض

(mm) ^(mm)ضرع ^(mm) لوط لاصتا یازجا

6 /

1 100 400 تخاسدرس قرو

25 150 200 مرگدرون قرو

- - 35 چیپ

3 /

2 - - رشاو

1 Carbon fiber-reinforced polymer

یسررب دروم یچیپ لاصتا 12

رتمیلیم تخاس درس یدلاوف قرو

درون یدلاوف قرو گ

مر

(3)

لد هب ی ل م لدم دودحم ءازجا رازفا مرن رد نآ فصن اهنت هنومن نراقت ی

دوش ا رد . ی ن ناملا زا لدم

Solid

ارب ی کزان قرو

دلاوف ی درس پ ،تخاس ی چ دافتسا رشاو و م ه

ی دوش دلاوف قرو . ی

درونمرگ لد هب ی ل ز تماخض ی

شدا ( 25 می لی رتم قرو هب تبسن )

تماخض هب( تخاس درس 1.6

می لی رتم ص ،) بل ی ت تن رد و دراد ی

هج .تسا هدش هتفرگ رظن رد قلطم بلص

2 - 2 . صاوخ داوم

صاوخ اب قباطم لدم طسوت هدش هتخاس یهاگشیامزآ هنومن

ناراکمه و گناچ لودج رد

2 [ تسا هدش هدروآ 4

کزان قرو .]

تخاسدرس یدلاوف مسا هب

یم رارق هدافتسا دروم گناچ یهاگشیامزآ هنومن اب قباطم G550

.دریگ ندروآ تسدب یارب صاوخ

،قرو گناچ هنومن زا ییاه ارG550

شیامزآ دروم ششک

رارق داد [ 4 ] شنت ینحنم و ششک شیامزآ . -

یسدنهم شنرک لصاح

نآ زا رب یا رک ﺺخشم ند

وخ صا م یکیناکم هدا

ظن ری ا اکحتس شکچ ،م لودم و یراوخ لاا

تسا مزلا نآ هتیسیتس .

لودج 2 - لیلحت رد هتفر راکب یچیپ لاصتا یازجا صاوخ دودحم ءازجا

[ 4 ]

یچیپ لاصتا یازجا هتیسیتسلاا لودم

(kN/mm2) میلست تمواقم

2) (N/mm یششک ماکحتسا

2) (N/mm لومرف

ب ناملا یدن اه

عون زا تخاس درس قرو 5 G550

/ 216 7

/ 4 620

/ یطخریغ یسدنه و هدام 638

رشاو و چیپ - 205

- یطخ کیتسلاا

هدش مرگدرون قرو -

- قلطم بلص -

یحان رد حلاصم راتفر هلیسو هب یطخریغ ای کیتسلاپ ه

شنت ینحنم طاقن -

ح شنرک شیامزآ زا لصا مرن رد ششک

رازفا

یفرعم یم .دوش تسدب ینحنم تشاد رظن رد دیاب اما شیامزآ زا هدمآ

شنت ینحنم ،ششک -

یم یمسا ای یسدنهم شنرک دشاب

شنت ینحنم هب یتسیاب هک -

لیدبت یقیقح شنرک دوش

طباور(

1 و 2 و 3 و 4 [ ) 3 .]

σ=P/A0 )1(

e= (l-l0)/l0 )2(

σtrue=σ(1+e) )3(

εtrue=ln(1+e) )4(

نآ رد هک هدش دراو رابP

،هنومن

A0

هنومن هیلوا عطقم حطس ،

هظحل لوطl

ا ی هنومن

،

l0

لوا لوط ی ه هنومن

σ ، و رت هبε

ت بی

و شنت ،یسدنهم شنرک

σtrue

و

εtrue

و شنت یم هنومن یقیقح شنرک .دشاب

(4)

لکش 2 - شنت ینحنم -

یسدنهم شنرک یقیقح و

ششک شیامزآ زا هدمآ تسدب [

4 ]

2 - 3 . یزرم طیارش و یدنب هکبش

ناملا زا لدم نیا رد

Solid ( C3D8R

هس یناملا هک )

تشه اب یدعب

،تسا هرگ درس یدلاوف کزان قرو یارب

تخاس رشاو و چیپ ،

یم هدافتسا ؛دوش

ناملا

Solid ( ) R3D4

مرگ یدلاوف قرو یارب درون

.تسا هدش باختنا

نامه لکش رد هک روط 3

یم هدهاشم

،دوش دادتما رد هجیتن رد ؛تسا هدش لدم هنومن فصن اهنت دوجوم نراقت لیلد هب

نراقت هحفص هحفص(

1 - 3 ) ( یزرم طیارش

u2,UR1,UR2=0

رارقرب )

یم دشاب لدم نیا رد . هباج تروص هب ورین

ییاج هب

یاهتنا قرو تسار تمس روحم تهج رد G550

1 راو یم د ش و د . درون قرو( بلص مسج عجرم هطقن )مرگ

کش رد هک اب ل

یم رفص تاصتخم یاهروحم مامت لوح نارود و هدش هتسب تاهج همه رد تسا هدش هداد ناشن + تملاع دشاب

.

روحم لوح نارود 1

روحم تهج رد ناکمرییغت UR1:

1

u1:

2

u2:

3

u3:

لکش 3 - دودحمءازجا لدم یراذگراب یچیپ لاصتا

یراذگراب نراقت هحفص

عجرم هطقن

1 3 2

(5)

3 . دودحم ءازجا لدم یجنس تحص و یددع لیلحت

زا دودحمءازجا لدم یددع لیلحت هتخاس

هدش راب ینحنم ، -

شیازفا ط لو تسا تخاسدرس قرو یم جارخ

دوش یارب و

تحص ب یجنس راب ینحنم ا -

شیازفا گناچ طسوت هدش ماجنا شیامزآ زا لصاح لوط [

4 ] هسیاقم یم لکش( دوش 4

.) هب هجوت اب

شیازفا رد زاجم راب هسیاقم نینچمه و دودحمءازجا و یهاگشیامزآ جیاتن زا لصاح ینحنم یناشوپمه لوط

هس و ود ،کی یاه

آ جیاتن زا لصاح( رتمیلیم یهاگشیامز

[ 4 ] ءازجا لدم تحص ،)یددع و یم هدیجنس دودحم

دوش .

و کزان قرو راتفر رد مهم یاهرتماراپ زا یکی کاکطصا بیرض یم یچیپ لاصتا نآ هجیتن رد

و یعس اب سوکابآ رد .دشاب

کاکطصا بیرض تیساسح لیلحت و اطخ 0.2

مرن رد لدم نیا یارب ر هجیتن نیرتکیدزن و دش باختنا رازفا

جیاتن اب ا

.داد ناشن دوخ زا یهاگشیامزآ

لودج 3 - هدمآ تسدب زاجم راب هسیاقم شیازفا هس رد یچیپ لاصتا یهاگشیامزآ و یددع لیلحت زا

توافتم لوط

لیلحت هنومن لوطشیازفا تحت⁾^kN⁽زاجم راب

1 mm 2 mm 3 mm

[ یهاگشیامزآ 4

] )نیگنایم( _20.14 ₂₆_.1₄ _28.9

یددع ^S1 ^20.23 ^25.80 ^29.33

لکش 4 - راب ینحنم - شیازفا لوط یدلاوف قرو یهاگشیامزآ و یددع لیلحت زا هدمآ تسدب تحص یاربG550

یجنس

(6)

4 . مواقم قرو طسوت یزاس مرن ردCFRP

رازفا

لدم تحص دییأت هب هجوت اب هدش هتخاس یاه

مرن رد ،دودحمءازجا رازفا یم

لدم زا ناوت مواقم یارب هدش هتخاس یاه

قرو یزاس

تخاسدرس اب

قرو مرن ردCFRP

.دادرارق هعلاطم دروم یددع تروص هب ار قرو راتفر و درک هدافتسا رازفا

ود دیاب تمسق نیا رد هدام

و CFRP

مرن رد بسچ رازفا

دوش هفاضا .

ًلاومعم شنت اب یزاوم فایلا تهج هک ینامز اه

ی

،دنشاب یلصا یطخ کیتسلاا راتفر کی

کیپورتوترا راتفر دوجو اب( کیپورتوزیا )FRP

قرو راتفر ندرک لدم یارب ردCFRP

مرن رازفا یم هتفرگ رظن رد دوش

[ 5 .]

نوساوپ بیرض ،هتیسیتسلاا لودم ماکحتسا و

قرو یششک هدافتسا دروم نیزر و CFRP

یارب لودج رد رازفا مرن هب هدام تیصاخ یفرعم 3

[ تسا هدش هدروآ 5

.]

لودج 4 - هدام ود صاوخ CFRP

بسچ و [ 5 ]

( هتیسیتسلاا لودم (GPa

( یششک ماکحتسا

(MPa

یششک شنرک نوساوپ بیرض

215 CFRP 1710

008 / 0 28

/ 0

9 بسچ / 1 32

04 / 0 21

/ 0

رع ،لوط قرو تماخض و ض بیترت هب یفرصم CFRP

150 ، 50 و 176 / 0 یم رتمیلیم .دشاب

بسچ ضرع و لوط

ه دننام تماخض وCFRP

هیلا ره نآ 224 / 0 یم هتفرگ رظن رد رتمیلیم .دوش

شور لاصتا قرو وCFRP

بسچ هنومن هب ی

تحص هدش هدرب راک هب شور هباشم ،هدش یجنس شناراکمه و ایزواف طسوت

رد عجرم [ 5 ] یم دشاب .

ًلاومعم ناملا هتسد ود

اه ی هحفص ا ی املا و ن اه ی مجح ی ارب ی لدم نآ یزاس یم هدافتسا اه درگ

د . عجرم [ 6 ] هک دنک یم نایب ناملا

اه ی هحفص ا ی

ارب ی لدم زاس ی ناملا تقد هب اه

ی مجح ی یمن باوج دنهد

. لا اریز نام اه ی هحفص ا ی اراد ی عقاو تماخض ی

یمن ،دنشاب

نت نیاربانب هب شنرک و ش

هقرو حوطس رد هدمآ تسد اه

ی یم FRP

ددرگ اطخ راچد دناوت [

6 .]

رد هجیتن ارب ی لدم زاس ی

بسچ ةیلا و تیزوپماک ناملا زا

Solid ( C3D8R

هس یناملا هک)

تشه اب یدعب لدم نتخاس روظنم هب تسا هرگ

نیزر و FRP

یم هدافتسا .دوش

ریگولج تلع هب ی

تیوقت قرو ندش ادج زا و

مدع رد شزغل عوقو و تیوقت قرو سامت حطس

یدلاوف قرو ،

لک بکرم هدام بسچ وFRP

دندش لدم مجح کی تروص هب [

].5

هیلا هس و ود ،کی اب دودحمءازجا لدم تیوقت ماجناCFRP

لودج( دش 5

.)

لودج 5 - هیلا دادعت ی اه CFRP ب بسچ و لاصتا تیوقت یارب هدش هدرب راک ه یچیپ

هنومن هیلا دادعت

یاه هیلا دادعت CFRP

بسچ یاه

3 F3A2 2

2 F2A2 2

1 F1A2 1

1 F1A1 1

هدشن تیوقت F0A0 هدشن تیوقت

(7)

4 - 1 هدش تیوقت هنومن یددع لیلحت .

هدش تیوقت لاصتا یددع لیلحت جیاتن راب رادومن(

- ازفا ی ش لوط قرو ) G550

لکش رد 5 قباطم مان اب لودج یراذگ 5

شیامن

.تسا هدش هداد مرن زا هدمآ تسدب یاهرادومن

نت رازفا اه قرو ندیسر ات ماکحتسا هب CFRP

یششک لودج رد هدش نایب 4

لباق

یم لیلحت و هیزجت لکش رد .دشاب

5 اهرادومن لوط شیازفا رد 3

رتمیلیم هدش هداد ناشن قرو لوط شیازفا نیا رد هک دنا

هدشن هتخیسگ زونهCFRP

یازفا و یربراب تیفرظ ش لاصتا

یم لوبق لباق .دشاب

لکش 5 - راب ینحنم - شیازفا دودحمءازجا هنومن لوط وقت

ی ت هدشن هدش تیوقت و اب

هیلا دادعت رد توافتم(CFRP )اه

لودج 6 - م ی ناز ببرفت ی ازفا دصرد ی ش فرظ ی ت ربراب ی هنومن هیلا شیازفا اب هدش تیوقت یاه یاه

هدشن تیوقت هنومن هب تبسنCFRP

هنومن نازیم

یببرفت یربراب تیفرظ شیازفا دصرد هنومن

هب تبسن هنومن ت هنومن )هدشن تیوق

100 F3A2 5 F2A2 / 70

5 F1A2 / 41

(8)

10 . هجیتن یریگ

ا رد ی ن هلاقم پ لاصتا ی چ ی اب چیپ کی

، بام ی ن قرو دلاوف ی تخاسدرس دلاوف قرو وG550

ی مرگ درون تاتسا شرب تحت ی

ک ی رد

مرن لدم دودحمءازجا رازفا زاس

ی لدم تحص و دش اتن طسوت اه

ی ج امزآ ی ش راب ینحنم( تا -

شیازفا درس قرو لوط )تخاس

دوجوم

]گناچ[ عجرم رد جنس

ی هد ش د . سپس وقت ی ت دلاوف قرو ی

طسوت کزان قرو

ءازجا رازفا مرن رد CFRP

حم دود هیلا دادعت اب

توافتم یاه دمآ رد ارجا هب

.

1 ) طسوت دودحم ءازجا لدم تیوقت اب قرو

،CFRP

لاصتا ییاهن تمواقم شیازفا نآ هجیتن رد و راب لمح تیفرظ شیازفا

تسدب .دیآیم

2 ) هیلا شیازفا یاه

(CFRP

هیلا هس و هیلا ود ،هیلا کی )

هب لاصتا تیوقت روظنم ثعاب بیترت هب ،

فرظ شیازفا لمح تی

راب لاصتا یچیپ یبیرقت نازیم هب 5

/ 41 ، 5 / 70 و 100 دصرد یم ددرگ لودج(

5 و 6 لکش و 5 )

3 ) هیلا شیازفا ود رد بسچ یاه

هدش تیوقت لدم (

F1A1, F1A2

ریثأت ) یزیچان رایسب یربراب تیفرظ شیازفا رد

لاصتا

دراد لودج(

5 لکش و 5 ).

12 عجارم .

1 یلع . یروئت ؛یدهمدمحم ،این ،نارهت ،نایشآ تاراشتنا ،مود شیاریو ،اه هتسوپ و تاحفص

1389 .

.

2

Camata, G. et al, Experimental and nonlinear finite elementstudies of RC beamsstrengthened with FRP plates. Composites: Part B. 2007, 38: 277-288.

.

3

Cook RD. et al, Concepts and applications offinite element analysis. 3rd ed. John Wiley and Sons, 1989.

.

4

Chung, K. F. et al, Finite element modeling of bolted connections between cold-formed steel stripsand hot rolled steel plates under static shear loading, Journal of Engineering Structural, 2000, 22, pp. 1271-1284.

.

5

Fawzia, S. et al, Experimental and finite element analysis of double strap joint between steel plate and normal modules CFRP, Journal of Composite Structure, 2006, 75, pp. 156-162.

.

6

Kachlakev, D. et al., “Finite ElementModeling of Reinforced Concrete Structures Strengthened with FRP Laminates,” FinalReport for Oregon Department of Transportation Research Group, Internet File, 2001.