تحلیل عددی تیرهای بتن مسلح تقویت شده با استفاده از الیاف کربن تحت اثر پیچش
چکیده
هدف از این پایان نامه تحلیل عددی تیرهای بتن مسلح تقویت نشده و تقویت شده با cfrp برای درک بهتر رفتار پیچشی این تیرها می باشد. قبل از انجام این مطالعه یک تحقیق جامع از ادبیات فنی نشان داد که مطالعات چاپ شده اندک بوده و نتایج آنها غیر مطمئن و حتی در برخی موارد ضد و نقیض هایی است. لذا بمنظور بهبود این وضعیت، یک مطالعه عددی انجام گردید. برای مطالعه عددی، ابعاد، تکیه گاههای انتهایی و مشخصات مدل های تیر همانند مشخصات 16 تیر مربوط به یک تحقیق آزمایشگاهی که قبــلا تا مرحــله شـکست آزمایش شده اند، در نظر گرفته شد. برای تحلیل عددی از یک آنالیز المان محدود غیر خطی استفاده گردید. آنالیز المان محدود یـک ابزار مفید برای حالت هایی است که روش های تحلیلی بلحاظ پیچیدگی مسئله قادر به حل مسئله نمی باشند. رفتار پیچشی تیرهای بتن مسلح تقویت شده با frp از این قبیل مسائل می باشد. اثر متقابل فولاد، بتن و frp، تسلیم فولادهای طولی و عرضی، ترک خـوردگی بتن، بـاز توزیــع تنش ها بلحاظ عدم بـاربری المــانها بعــلت خردشدگی یا تسلیم و محصور شدگی بتن بعلت وجود frp، از موضوعاتی هستند که پیچیدگی مسئله را بیان می نماید. با این وجود حلهای عددی میتوانند اطلاعات بیشتری را در مورد رفتار پیچشی تیرهای تقویت شده بجای آزمایشات پر هزینه و یا یافتن حلهای بسته پیچیده فراهم نماید. این پایان نامه نتایج یک مطالعه عددی بر روی تیرهای تقویت شده با آرایش های تقویتی متفاوت را ارایه می نماید. آنالیزها بوسیله برنامه اجزاء محدود ansys انجام و با نتایج آزمایشگاهی کالیبره می گردد. یک محدوده از موضوعات که در این تیرها مورد بررسی قرار می گیرد شامل لنگر پیچشی ترک خوردگی، لنگر پیچشی تسلیم، لنگر پیچشی نهایی، منحنی های لنگر پیچشی- زاویه پیچش و منحنی های لنگر پیچشی- کرنش آرماتورها می باشد. نتایج عددی برای آرایش های متفاوت تقویتی نیز مقایسه می گردد. نهایتا نتایج عددی محاسبه شده با نتایج بدست آمده از آزمایشات مقایسه می شود. لنگر پیچشی ترک خوردگی، لنگر پیچشی تسلیم، لنگر پیچشی نهایی، منحنی های لنگر پیچشی- زاویه پیچش و منحنی های لنگر پیچشی- کرنش آرماتورها حاصل از تحلیل عددی تطابق خیلی خوبی با نتایج مربوطه از آزمایشات نشان می دهد. نتایج بدست آمده از تحلیل عددی در اکثر حالات به این اشاره دارد که روش عددی محافظه کارانه می باشد. لذا می توان این روش را در کاربردهای طراحی با اطمینان بکار برد.