نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه صنایع چوب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران.

2 فارغ التحصیل دکترای علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران.

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه صنایع چوب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبر شهید رجایی، تهران، ایران

چکیده

پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف (FRP) به‌دلیل سهولت مصرف و ویژگی‌های فیزیکی خاص آن یکی از روش‌های متداول تقویت، تعمیر و بازسازی سازه‌ها به‌شمار می‌رود. ارزیابی‌های مخرب و غیرمخرب برای بررسی ویژگی‌ها و پایداری FRP در راستای درک شرایط ساختاری‌ آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پروهش با هدف بررسی عملکرد سازه‌‌ای اتصال گوشه‌‌ای مقاوم‌‌سازی شده با پلیمرهای تقویت‌‌شده با الیاف (FRP) تحت بارگذاری کشش قطری انجام شده است. اتصال‌های ساخته‌شده از دو گونه چوبی راش (Fagus orientalis) و نراد (Abies alba)، با کامپوزیت‌های تقویت‌شده با یک و دو لایه از الیاف کربن و شیشه مقاوم‌سازی شده و مورد آزمون کشش قطری قرار گرفتند. اتصال‌‌های گوشه‌‌ای فارسی با پین چوبی و چسب پلی‌وینیل استات ساخته شدند. عمل لایه‌‌گذاری الیاف به‌‌صورت دستی انجام شد. از رزین اپوکسی به‌عنوان ماتریس پلیمری استفاده شد. نتایج نشان دادند که چوب راش در مقایسه با نراد و الیاف شیشه نسبت به الیاف کربن عملکرد بهتری داشته‌‌اند. بررسی آزمونه‌‌های کشش قطری بعد از شکست نشان داد که استفاده از FRP‌‌‌‌ها بر روی سطوح اتصال‌‌های فارسی L شکل می‌‌تواند در برابر باز شدن اتصال تحت بار مقاومت کند، ولی با بالا رفتن بار و افزایش تغییر مکان عمودی، ضعف کلی چوب در کشش عمود بر الیاف و برش موازی الیاف در محل دوبل‌ها به‌دلیل وجود تمرکز تنش، باعث شکست چوب می‌‌شود. همچنین نتایج نشان داد که اتصال گوشه‌‌ای فارسی ساخته‌شده با گونه راش و 2 لایه از الیاف شیشه، دارای بیشترین ظرفیت تحمل تنش می‌‌باشد.

کلیدواژه‌ها

-Abdolzadeh, H., Ebrahimi, Gh. and Layeghi, M., 2016. Structural performance of corner joint reinforced by FRP under diagonal tension loading. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 31(1): 118-129.
-Abdolzadeh, H., Layeghi, M., Ebrahimi, Gh. and Ghassemieh, M., 2017. Investigation on stress distribution at corner joints with wood polymer members using finite element method. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 8(3): 429-440.
-Alam, P., Ansell, M.P. and Smedley D., 2009. Mechanical Repair of Timber Beams Fractured in Flexure Using Bonded-in Reinforcements. Composites, Part B: Engineering, 40: 95-106.
-Beheshty, M.H. and Rezadoust, A.M., 2005. Reinforced Plastic Composites. Iran Polymer and Petrochemical Institute, 447: 69-75.
-Buchelt, B., Dietrich, T. and Wagenfu¨hr,. A., 2012. Macroscopic and microscopic monitoring of swelling of beech wood after impregnation with furfuryl alcohol. European Journal of wood and Wood Product, 70(6): 865-869.
-Custodio, J., Broughton, J. and Cruz, H., 2009. A Review of Factors Influencing the Durability of Structural Bonded Timber Joints, International Journal of Adhesion and Adhesives, 29: 173-185.
-Dagher, H.J. and Lindyberg, R., 2000. FRP-wood hybrids for bridges: a comparison of E-glass and carbon reinforcements. Proceedings of ASCE conference, Philadelphia, USA, 7-10 March: 1-8.
-Ebrahimi, G., 2007. Engineering design of furniture structure. Tehran university publication, Iran, 491p.
-Eckelman, C. A., 2003. Textbook of product engineering and strength design of furniture. West Lafayette (IN): Purdue University Press.
-Garcia, P.R., Escamilla, A.C. and Garcia, M.N.G., 2013. Bending reinforcement of timber beams with composite carbon fiber and basalt fiber materials. Composites: Part B: Engineering, 55: 528-536.
-Gustafsson, P.J., 2003.  Fracture perpendicular to grain - structural applications, in Timber engineering, S. landerson and H.J. Larsen, Editors, Wiley & Sons.
-Haller, P., Birk, T., Offerman, P. and Cebulla, H., 2006. Fully Fashioned Biaxial Weft Knitted and Stitch Bonded Textile Reinforcements for Wood Connection. Composites, Part B: Engineering, 37: 278-285.
-Hernandez, R., Davalos, J.F., Sonti, S.S., Kim, Y. and Moody, R.C., 1997. Strength and Stiffness of Reinforced Yellow-Poplar Glued-Laminated Beams. Research Paper, FPL–RP–554, Forest Products Laboratory, 28.
-Humpreys, M.F., and Francey, K.L., 2004. An Investigation into the Rehabilitation of Timber Structures with Fibre Composite Materials, Conference Paper, Developments in Mechanics of structures and Materials, Queensland University of Technology, Australia.
-Kaw, A.K., 2009. Mechanics of Composite Materials, Taylor and Francis, Florida, 457p.
-Lashgari, A. and Sinambari, P., 2012. Bending strength of screwed T-typed furniture joints. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 27(3): 536-544.
-Madhoushi, M. and Ansell, M.P., 2008. Behaviour of Timber Connections Using Glued-in GFRP Rods under Fatigue Loading, Part II: Moment-Resisting Connections. Composites, Part B: Engineering, 39: 249-257.
-Madhoushi, M., Sadatzadeh, S. and Ebrahimi, Gh., 2011. Reinforcement of Bolted Timber Joints Using GFRP Sheets in Poplar and Pine Woods. Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 24(3): 171-179.
-Omrani, P., Abdolzadeh, H., and Abedi, M., 2020a. Stress carrying capacity of miter joint reinforced with fiber reinforced polymer (FRP). Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 10.22092/IJWPR.2020.342848.1613.
-Omrani, P., Abdolzadeh, H., and Adab A., 2020b. Investigation of withdrawal resistance of reinforced T-shaped joint with fiber reinforced composites. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 10.22092/IJWPR.2020.342846.1612.
-Omrani, P., Ebrahimi, Gh. and Kahvand, M., 2019. Investigating the stress carrying capacity of miter corner joints made with biscuit under diagonal tension and compression loading. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 10 (3): 323-336.
-Raftery, G.M. and Harte, A.M., 2011. Low-grade Glued Laminate Timber Reinforced with FRP Plate. Composites, Part B: Engineering, 42: 724-735.
-Raftery, G.M., Harte, A.M. and Rodd, P.D., 2009. Bonding of FRP Materials to Wood Using Thin Epoxy Glue lines, International Journal of Adhesion and Adhesives, 29: 580-588.
-Rowlands, R.E., Van Deweghe, R.P., Laufenberg, T.L. and Krueger, G.P., 1986. Fiber-Reinforced Wood Composites. Wood Fiber Science, 18: 39-57.
-Snow, M., A.A.Z. Chen, and Y.H. Chui., 2006. North American practices for connection in wood construction. Progress in Structural Engineering and Materials, 8(2): 39-48.
-Soltis, A.L., Ross, R.J. and Windorski, D.F., 1998. Fiberglass-Reinforced Bolted Wood Connection. Forest Products Journal, 48: 63-67.
-Tankut, A.N. and Tankut, N., 2004. Effect of some factors on the strength of furniture corner joints constructed with wood biscuits. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 28: 301-309.
-Varasteh-Poor, H., 2008. Application of Advanced Composites in Constructions, Ministry of Energy, Iran, 87.
-Williamson, TG (ed). 2002. APA Engineered wood handbook. McGraw-Hill, New York.