چکیده
یکی از مهم ترین مسائلی که در مقاوم سازی اعضای بتنی با استفاده از ورق FRP مورد توجه قرار می گیرد، فراهم نمودن بستری مناسب جهت اتصال ورق به سطح مورد نظر است که تاثیر زیادی بر عملکرد عضو سازه ای دارد. اگر چه روش نصب خارجی بر روی سطح (EBR) به عنوان یکی از متداول ترین و پر کاربرد ترین روش های تقویت با ورق FRP شناخته می شود، وقوع جدا شدگی زود رس از مشکلات اساسی این روش است. برای مرتفع نمودن این مشکل، روش شیار زنی ابداع شد که بدون نیاز به آماده سازی سطحی، باعث به تاخیر انداختن پدیده ی جدا شدگی و حتی حذف آن می شود. با وجود محاسن روش شیار زنی و برتری آن نسبت به روش EBR، هنوز آیین نامه ای برای تقویت سازه های بتنی با این روش تدوین نشده است و این امر، مطالعات جامع تری را طلب می کند. به منظور بررسی اثر تغییرات عرض و عمق شیار بر عملکرد اتصال ورق FRP به بتن بر اساس دو رویکرد بار نهایی و بار جدا شدگی و نیز صحت سنجی روابط ارائه شده توسط محققین برای تقویت به روش EBROG، آزمایش های برش مستقیم بر روی اتصالات EBR و EBROG (دارای تک شیار) انجام شد. از دیدگاه حداکثر بار، نمونه ی 510-G (عمق عرض به میلی متر) با حداکثر بار 4/14 کیلو نیوتن و از دیدگاه بار جدا شدگی، نمونه ی 105-G با بار جدا شدگی 7/12 کیلو نیوتن به عنوان نمونه با ابعاد شیار بهینه در نظر گرفته شدند. مدل XGBoost Regression با ضریب تعیین 9041/0 به عنوان دقیق ترین مدل یادگیری ماشین برای پیش بینی حداکثر بار اتصال ورق FRP به بتن انتخاب شد. بر اساس این مدل، افزایش مقاومت فشاری بتن از 25 تا 45 مگا پاسکال و نیز کاهش فاصله ی شیارها در اکثر حالات منجر به افزایش بار نهایی اتصال شد. هم چنین، برای بتن با مقاومت فشاری 25 تا 45 مگا پاسکال، گروه شیار بهینه و قابل اجرا برای دست یابی به حداکثر بار اتصال به صورت 15@10×5 میلی متر (فاصله ی مرکز تا مرکز شیارها @ عمق عرض) تعیین شد. علاوه بر این، عمق بهینه ی شیار که بیش ترین بار اتصال را فراهم می کند، برای هر چهار گروه شیار s@hg5/2، s@hg5، s@hg10 و s@hg15 میلی متر و در تمامی سطوح مقاومت فشاری بتن، برابر با 10 میلی متر به دست آمد. گروه های شیار s@hg10 و s@hg15 میلی متر نیز بار نهایی یکسانی نشان دادند؛ یعنی افزایش عرض شیار از 10 به 15 میلی متر منجر به بهبود ظرفیت باربری نشد. در آزمایش های خمش چهار نقطه ای بر روی تیرهای بتن آرمه ی تقویت شده با ورق FRP به روش EBROG، گروه شیار 15@105 میلی متر بهترین عملکرد را در افزایش ظرفیت باربری تیر داشت. در یک عرض شیار ثابت، افزایش عمق شیار از 5 به 10 میلی متر باعث افزایش ظرفیت باربری تیر شد. با افزایش عمق شیار از 5 تا 15 میلی متر در گروه شیار 15@hg5 میلی متر، عمق بهینه ی 10 میلی متر مشهود بود؛ در حالی که با افزایش عمق شیار از 5 تا 15 میلی متر در گروه شیار 20@hg10 میلی متر، ظرفیت باربری افزایش یافت. راهنمای 17-R440.2 ACI ظرفیت باربری تیرهای تقویت شده به روش EBR با عرض ورق FRP در بازه ی 30 تا 80 میلی متر را 13 تا 20 درصد بیش تر از مقادیر تجربی پیش بینی نمود. کرنش ورق FRP در مقطع بحرانی و هم چنین در ناحیه ی خمش خالص برای تیرهای بتن آرمه ی تقویت شده به روش EBR بین 41 تا 73 درصد کرنش جدا شدگی ورق در راهنمای مذکور به دست آمد. این بدان معنا است که جدا شدگی ورق در کرنش هایی به مراتب پایین تر از مقادیر پیش بینی شده در این راهنما رخ داده است و بنا بر این، رابطه ی کرنش جدا شدگی مندرج در این راهنما نیازمند باز نگری برای برآورد دقیق تر کرنش جدا شدگی است. در تیرهای بتن آرمه ی تقویت شده به روش EBROG با مقاومت فشاری بتن 35 مگا پاسکال، مقدار کرنش ورق FRP در مقطع بحرانی بین 30 تا 95 درصد کرنش جدا شدگی ورق مندرج در راهنمای 17-R440.2 ACI به دست آمد. هم چنین، مقدار کرنش ورقFRP در ناحیه ی خمش خالص بین 85 تا 157 درصد کرنش جدا شدگی ورق در این راهنما محاسبه شد. این نتایج بیان گر برتری روش شیار زنی EBROG نسبت به روش EBR در به تعویق انداختن پدیده ی جدا شدگی ورق FRP هستند.