بررسی جنبه‏های گوناگون مدل‏سازی عددی تیرهای بتن مسلح مقاوم شده در برش با پلیمرهای مسلح به الیاف (FRP) به روش نصب در نزدیکی سطح (NSM)

doi
10.22075/jme.2017.1548
چکیده

اخیراً روش جدیدی به منظور تقویت سازه‌های بتن مسلح به کمک مصالح FRP به نام"نصب FRP در نزدیکی سطح" یا "NSM-FRP"، مطرح شده است. تحقیقات انجام شده در بکارگیری این روش، اغلب آزمایشگاهی بوده‌ و مطالعات عددی انجام شده در این زمینه بسیار محدود بوده است. تحقیق حاضر در ابتدا به ارائه روش مدل‏سازی عددی تیرهای بتن مسلح تقویت شده در برش با روش NSM-FRP، با توجه به روش‏های متعارف مدل‏سازی و ارائه پیشنهاداتی در آن‏ها، می‌پردازد. در روش‏های متعارف مدل‏سازی، رفتار چسبندگی بین بتن و مصالح تسلیح (FRP و فولاد) و همچنین رفتار ترک خوردگی بتن، با فرضیات ساده شده‌ای مدل می‌شوند. با وجود فراگیر بودن این فرضیات، کاستیهای آن‏ها در زمینه مدل‏سازی رفتار برشی تیرهای بتن مسلح کمتر مورد تفحص قرار گرفته است. در نتیجه در این مقاله نقاط قوت و ضعف آن‏ها مورد موشکافی و تحلیل نقادانه قرار می‌گیرد. برای نیل به این هدف، مدل‏سازی عددی بر روی دو گروه از نمونه‏های واقعی انجام شده است. نمونه‏های گروه اول توسط سایر محققین و نمونه‏های گروه دوم بواسطه همکاری تعدادی از نویسندگان مقاله حاضر ساخته و آزمایش شده‌اند. نتایج حاصل از مدل‏سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و دلایل همخوانی یا عدم همخوانی نتایج بطور مفصل ارائه می‌شود. نتایج تحقیق نشان می‌دهد روش پیشنهادی تخمین مناسبی از میزان حداکثر باربری سازه در حالت‏های مختلف بدست می‌دهند. اما الگوی ترک خوردگی و توزیع کرنش‏ها گاهاً اختلاف محسوسی با نتایج واقعی نشان داده‌اند بطوریکه نسبت کرنش بیشینه حاصل از مدل‏های عددی به مدل‏های آزمایشگاهی در میله‌های FRP بین 66/0 تا 89/0 و در خاموت‏های فلزی بین 25/0 تا 60/0 بدست آمده است.