تحلیل غیرخطی تیرهای بتن مسلح مقاوم شده با frp تحت پیچش
چکیده
محققین بسیاری تاثیر frp بر رفتار خمشی، محوری و نیز رفتار برشی اعضای بتنی را مورد مطالعه و آزمایش قرار داده اند. با این وجود، تحقیقات اندکی در زمینه تقویت اعضای بتن مسلح تحت پیچش انجام شده است که عمده مطالعات انجام شده در این زمینه، تحقیقات آزمایشگاهی و یا مدل های تحلیلی ساده شده بر پایه فرضیات مشخص برای وضعیت های خاص می باشد. در این پژوهش، تیرهای بتن مسلح مستطیلی توپر و توخالی تحت اثر لنگر پیچشی خالص با استفاده از روش اجزای محدود غیرخطی مدل سازی شده است. بدین منظور، رفتار بتن با استفاده از مدل خسارت – خمیری همسانگرد موجود در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده است، اما به منظور در نظرگیری رفتار غیرهمسانگرد المان های بتن مسلح تحت پیچش، مدل های رفتاری آرماتور و بتن با استفاده از روش های موجود اصلاح می گردد. منحنی های پاسخ لنگر پیچشی – زاویه پیچش، الگوهای ترک خوردگی و سازوکارهای خرابی حاصل از مدل اجزای محدود غیرخطی، انطباق بالایی با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. پس از صحت سنجی مدل عددی، اثر عوامل مختلفی از جمله مشخصات مصالح، درصد آرماتور، مقدار frp و همچنین اندازه عضو بر ظرفیت پیچشی این اعضا بررسی شده است و با بررسی رفتار نمونه ها و سازوکار شکست حاکم، الگوهای مختلف مقاوم سازی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد نصب نوارهای frp با الیاف 45 درجه نسبت به محور طولی تیر به صورت دورپیچ پیوسته، از دیدگاه مقاومتی کارآمدترین الگوی مقاوم سازی در این اعضا می باشد.