مدل سازی رفتار سخت شدگی کششی اعضاء بتن مسلح الیافی

افزودن الیاف به بتن مسلح، باعث ایجاد تغییراتی در سازوکارهای انتقال تنش بر روی سطح ترک می ‍شود که از مهمترین آنها می توان به تغییر سازوکار انتقال کشش و برش اشاره نمود. پس از ایجاد ترک در نمونه ، علاوه بر آرماتور، الیاف نیز دو سطح ترک را به هم متصل کرده و در انتقال تنش کششی بین دو صفحه ی ترک موثر هستند. این موضوع باعث افزایش ظرفیت کششی بتن و کاهش فواصل ترک ها در نمونه خواهد شد. در این مطالعه، رفتار نمونه های بتن الیافی دارای آرماتور تحت کشش خالص به صورت تحلیلی مدل سازی شده است. به منظور مدل سازی این رفتار، سازوکارهای موثر بر رفتار کششی نمونه نظیر مدل رفتاری آرماتور، مدل رفتاری بتن تحت کشش، مدل انتقال تنش پیوند بتن و آرماتور و همچنین مدل رفتاری الیاف فولادی مستقیم و قلابدار تحت کشش در نظر گرفته شده است و با استفاده از یک الگوریتم عددی و روش حل تکراری و با فرض توزیع یکنواخت و تصادفی برای موقعیت و زاویه ی الیاف در نمونه، منحنی افزایش طول-ظرفیت باربری کششی نمونه تحت کشش خالص محاسبه می شود. با مقایسه نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی، می توان گفت که نتایج تحلیل ها انطباق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی دارد و به نظر می رسد فرضیات در نظر گرفته شده دارای دقت مناسبی هستند. در انتهای این مطالعه، به منظور بررسی کارایی مدل، اثر افزودن الیاف بر روی رفتار تنش کرنش متوسط آرماتور، رفتار سخت شدگی کششی ناشی از بتن و همچنین تاثیر الیاف بر روی فاصله ترک های ایجاد شده در نمونه بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

Fiber reinforced concrete ، Tension stiffening behavior ، Steel fiber ، average stress field ، بتن الیافی ، رفتار سخت شدگی کششی ، الیاف فولادی ، مدل رفتاری متوسط