تحلیل عملکرد مدل های پیوستگی-لغزش بین بتن و FRP در مدل سازی اجزاءمحدود تیر بتن آرمه تقویت شده با ورق FRP

هدف این پژوهش آنالیز عملکرد مدل های مختلف پیوستگی-لغزش در پیش بینی رفتار تیر بتنی تقویت شده توسط ورق FRP می باشد. به منظور درک بهتر مکانیزم جداشدگی در تیرهای بتنی تقویت شده با ورق FRP، از مدل اجزاءمحدود جامعی بر پایه ی روش خرابی-پلاستیسیته ی بتن استفاده شده است. در این مدل سازی از المان چسبنده برای مدل سازی رفتارپیوستگی بین بتن و میلگرد و بتن و ورق FRP استفاده شده است. از نتایج چندین نمونه ی آزمایشگاهی تیر بتنی تقویت شده توسط ورق FRP جهت صحت سنجی استفاده شده است. با مقایسه ی نتایج به دست آمده از مدل اجزاء محدود با نتایج آزمایشگاهی توانایی بالای مدل انتخاب شده در پیش-بینی رفتار تیر به اثبات رسیده است. توزیع دندانه ای کرنش ها در صفحات FRP ناشی از وقوع ترک ها در بتن می باشد. با ادامه بارگذاری تعداد مقاطع ترک خورده و بازشدگی ترک ها افزایش یافته و حالت دندانه ای منحنی های کرنش تشدید می شود. از طرفی تسلیم آرماتورهای کششی ، سبب افزایش ناگهانی کرنش در ورقFRP می شود. مقادیر تنش سطحی بین ورق FRP و بتن در گام های نهایی بارگذاری به دلیل گسترش ترک ها و آزاد شدن تنش ها در محل ترک، نوسان زیادی نشان می دهد. بیش ترین مقادیر لغزش بین بتن و FRP در نزدیکی نقاط بارگذاری شده روی تیر که نیروی برشی و ممان خمشی در حالت بیشینه بوده رخ می دهد. نتایج نیرو-تغییرمکان به دست آمده نشان دادند که دو مدل لو-دوخطی و لو-ساده شده در مدل سازی پیوستگی بین بتن و ورق FRP بهترین عملکرد را داشته و در محاسبه ی مقادیر بار گسیختگی به طور میانگین به ترتیب ۳.۸%و ۶.۱% خطا نسبت به نتایج آزمایشگاهی داشته-اند.

کلیدواژه ها:

اجزاء محدود ، FRP ، مدل پیوستگی-لغزش ، المان چسبنده ، مدل خرابی-پلاستیسیته بتن