تأثیر الیاف فولادی بر ترک خمشی و گسترش ترک در تیرهای بتن مسلح دارای وصله

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

• آرش کریمی پور ¹
• محمدرضا اصفهانی ²

¹ دانشگاه فردوسی مشهد

² فردوسی

10.22067/civil.v32i1.62182

چکیده

در این پژوهش، تأثیر افزودن درصد حجمی مختلف از الیاف فولادی در تیرهای دارای طول وصلۀ آرماتور کششی مختلف بر ترک­خوردگی و مسیر گسترش ترک­ها تحت بارگذاری استاتیکی و چرخه­ای مورد بررسی قرار گرفت. هدف از انجام این بررسی کاهش حداقل عرض ترک­خوردگی به‌ازای افزودن الیاف فولادی در تیر بتن مسلح دارای وصلۀ آرماتور کششی بود. ده نمونه تیر آزمایشگاهی به عرض مقطع 150، ارتفاع 200 و طول 2300میلی­متر با طول وصلۀ میلگرد کششی مختلف و درصد متفاوتی از الیاف فولادی ساخته شد. چهار عدد از نمونه­ها تحت بارگذاری استاتیکی و شش عدد تحت بارگذاری چرخه­ای قرار داده ­شد. از بین نمونه­ها یک نمونه به‌عنوان نمونۀ شاهد و فاقد وصله و الیاف فولادی بود. در نه نمونۀ دیگر از الیاف فولادی با درصد حجمی 0، 1 و 2 استفاده شده بود. آزمایش­ها به‌صورت خمش چهارنقطه­ای انجام شد. در آزمایش­ها، مسیر گسترش ترک­خوردگی در طول تیر و عرض ترک­خوردگی­ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش­ها نشان داد که افزودن الیاف فولادی سبب کاهش لغزش آرماتورهای کششی در محل وصله می‌شود و عرض ترک­خوردگی­ها را کاهش می­دهد. همچنین با افزودن الیاف فولادی از 1 به 2 درصد حجمی، ترک­ها به مقدار قابل‌ملاحظه­ای کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

• بتن الیافی
• بارگذاری چرخه ای
• ترک خوردگی
• وصله آرماتورهای کششی

---

عنوان مقاله [English]

Effect of Steel Fibers on Flexural Cracking of Fiber Reinforced Concrete Beams with Lap-Spliced Bars

نویسندگان [English]

• Arash Karimipour ¹
• Mohammad Reza Esfahani ²

¹ Ferdowsi University of Mashhad

² Ferdowsi University of Mashhad

چکیده [English]

In this research, the effect of steel fibers on flexural cracking of fiber reinforced concrete beams with lap-spliced bars under static and loading/unloading cycles was investigated. Ten specimens of laboratory beam with the section width of 150mm, height of 200mm and length of 2300mm and with different splice lengths of tension rebars and different percentages of steel fibers were manufactured and tested. Four specimens were subjected to static loads and six specimens were subjected to loading/unloading cycles. Among the specimens, one was selected as the control specimen without having lap-spliced bars and steel fibers. Other 9 specimens were made using steel fibers with different volumetric percentages of 0, 1 and 2. The specimens were conducted under four-point bending tests. It was shown that the flexural crack width in beams decreases with increasing the volume percentage of steel fiber, significantly. Steel fibers in specimens subjected to static loading and loading/unloading cycles increased the energy dissipation.

کلیدواژه‌ها [English]

• Steel fiber concret
• Cyclic Loading
• cracking
• lap-spliced length

مراجع

1. Dai. L., Wang. L., Zhang. J and Zhang. X., "A Global Model for Corrosion-induced Cracking in Prestressed Concrete Structures", engineering failure analysis, January 23, )2016(.

2. Carmo. R. N. D., Valenca. J., Silva. D and Dias-da-Costa. D., "Assessing Steel Strains on Reinforced Concrete Members from Surface Cracking Patternو" Construction and building materials. pp. 265-275. 9 August, )2015(.

3. ACI 224R-01, Control of Cracking in Concrete Structure, (2001).

4. Gergely. P., and Lutz. L. A., "Maximum Crack Width in Reinforced Concrete Flexural Members, Causes, Mechanism, and Control of Cracking in Concrete", SP-20, American Concrete Institute, Detroit, pp. 87-117, (1968).

5. Broms, B., Lutz., L. A. and Leroy, A., "Effects of Arrangement of Reinforcement on Crack Width and Spacing of Reinforced Concrete Members", ACI JOURNAL, Proceedings V. 62, No. 11, Nov. pp. 1395-1410, (1965).

6. Zomorodian., M., Yang., G., Belarbi., A. and Ayoub., A.,"Cracking Behavior and Crack Width Prediction of FRP Strengthened Rc Members under Tension", Engineering structures. 313-324. 27 June (2016).

7. Ji., Y., Hu., Y., Zhang., L. and Bao., Z., "Laboratory Stuies on Influence of Transvers Cracking on Chloride-induced Corrosion Rate in Concrete", Cement & concrete Composites. S0958-9465(15)30062-7. 26 December, (2015).

8. Lagier., F., Massicotte., B., and Charron., J. P.," Bond Strength of Tension Lap Splice Specimens in UHPFRC", Construction and Building Materials, 26 May, (2015).

9. Shah., P. S," Do Fibers Increase the Tensile Strength of Cement Based Material", ACI Material Journal, Vol. 88, No. 6, Nov., (1991).

10. ACI 544.1R-02, State-of-the-art Report on Fiber Reinforced Concrete, (2002).

11. Yoo. D. y., Yoon. Y. S and Banthia. N.," Flextural Response of Steel-fiber-reinforced Reams: Effects of Strength, Fiber Constent and Strain-rate", Cement & concrete Composites, 25 February, (2015).

12. Esfahani., M. R. and Kianoush., M. R.," Development/Splice Length of Reinforcing Bars", ACI Structural Journal, Vol. 102, No. 1, January– February, (2005).

13. Azizinamini, A., Pavel, R., Hatfield, E., and Gosh, S.K. "Behavior of Lapspliced Reinforcing Bars Embedded in High Strength Concrete", ACI Structural Journal, Vol. 96, No. 5, pp. 826–836, doi:10.14359/737. (1999).