بررسی اثر پارامترهای طراحی بر رفتار تیرهای بتنی مقاوم سازی شده توسط آلیاژهای حافظه دار شکلی

گسیختگی برشی در تیرهای بتن مسلح، به صورت ناگهانی و ترد رخ می دهد. به همین دلیل تلاش می شود تا با مقاوم سازی برشی سازه های آسیب دیده، سازه های ساخته شده با اشتباهات مهندسی و اجرایی و یا با افزایش ظرفیت برشی مقاطع از اینگونه خرابی ها اجتناب شود. مطالعات زیادی بر روی مقاوم سازی اعضای بتنی با استفاده از الیاف پلیمر کامپوزیت و همچنین استفاده از نوارهای فولادی انجام گرفته است. آلیاژهای حافظه دار شکلی (SMA) مصالحی نوین و هوشمند می باشند که به دلیل رفتارهای منحصر به فرد خود برای مقاصد مقاوم سازی در مهندسی عمران مورد توجه قرار گرفته است. آلیاژ های حافظه دار شکلی بر پایه آهن (Fe-SMA) به دلیل خاصیت حافظه شکلی و قیمت مناسب در فعالیت های عمرانی مورد توجه قرار گرفته اند و در سال های اخیر نظر پژوهشگران را به خود جلب کرده اند. مزیت آلیاژهای حافظه دار شکلی نسبت به مصالح مقاوم سازی شده با الیاف پلیمرکامپوزیت، سهولت در اعمال پیش تنیدگی می باشد. علت این موضوع آن است که پیش تنیدگی آلیاژهای حافظه دار شکلی از طریق حرارت دادن آن ها صورت می گیرد و نیازی به استفاده از ابزار مکانیکی و هیدرولیکی نمی باشد. هدف انجام این پژوهش، بررسی کاربرد آلیاژهای حافظه دارشکلی بر پایه ی آهن و خاصیت پیش تنیدگی آن ها برای مقاوم سازی برشی تیرهای بتن مسلح می باشد. برای این منظور و بر مبنای آزمایش های انجام شده در ادبیات فنی، به مدل سازی عددی و تحلیل تیرهای تی شکل ۵.۲ متری که با میله هایی از آلیاژهای حافظه دار شکلی بر پایه ی آهن مقاوم سازی برشی شده اند پرداخته می شود. برای بررسی عددی رفتار برشی تیرها از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس استفاده شده است. نتایج مدل سازی عددی در نرم افزار، مطابقت خوبی با نتایج حاصل شده از آزمایش را نشان می دهند. نتایج حاصل شده از تحلیل های این روش نوین مقاوم سازی که برای اولین بار انجام شده است بیانگر افزایش چشمگیر در مقاومت برشی و همچنین کاهش تنش در خاموت ها می باشد. استفاده از قابلیت پیش تنیدگی آلیاژهای حافظه دار شکلی سبب می شود تا تسلیم خاموت ها و تشکیل ترک های برشی با تاخیر همراه باشد و همچنین ضخامت ترک ها نیز کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

Shear strengthening ، Numerical modeling of RC beams ، Iron-based shape memory alloys ، Prestressing ، مقاوم سازی برشی ، مدل سازی عددی تیرهای بتن مسلح ، آلیاژ حافظه دار شکلی بر پایه آهن ، پیش تنیدگی