تقاضای کرنشی در اعضای مرزی دیوارهای برشی بتنی با میلگردهای ترکیبی فولادی-کامپوزیتی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده محیط‌زیست، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران.

doi
10.22065/jsce.2023.374168.2981
چکیده

تحقیق حاضر به بررسی تقاضای کرنشی در عناصر مرزی دیوارهای برشی بتنی با میلگردهای فولادی-کامپوزیتی می‌پردازد. استفاده همزمان از فولاد و کامپوزیت می‌تواند منجر به کاهش تقاضای کرنشی و تغییر در توزیع آن تحت بارگذاری جانبی شود. در این راستا، ابتدا مدل المان محدود برای یک نمونه آزمایشگاهی با مقیاس کامل در نرم‌افزار VecTor-2.0 ارائه شده و صحت‌سنجی شده است. سپس مطالعات پارامتریک برای مقادیر مختلف نسبت ترکیب فولاد و کامپوزیت انجام شده و پاسخ چرخه‌ای، نیروی حداکثر، سختی سکانتی، انرژی تک‌چرخه، شاخص بازیابی تغییرمکان و توزیع کرنش میلگرد استخراج شده است. به این منظور از پارامتر نسبت ترکیب استفاده شده که به صورت نسبت مساحت میلگردهای کامپوزیتی به مساحت کل میلگردها تعریف شده است. نتایج نشان دادند که ترکیب میلگردهای فولادی و کامپوزیتی باعث کاهش تغییرشکل پسماند، حفظ مقاومت پس از تسلیم عضو و افزایش سختی سکانتی در تغییرمکان‌های جانبی نسبی بیشتر از 1.9 درصد می‌شود. همچنین ترکیب فولاد و کامپوزیت منجر به رفتار مرکزگرایی دیوار شده و عضو قابلیت بازیابی تغییرمکان را بعد از قطع نیرو دارد. ترکیب مصالح با نسبت ترکیب بیشتر از 0.2 منجر به تأمین مقاومت و حفظ پایداری دیوار می‌شود. در مقابل افزایش نسبت ترکیب از حد 0.3 صرفاً مقاومت عضو را افزایش داده و تغییر چندانی در مقدار تغییرمکان پسماند ندارد. برای دیوارهای با نسبت ترکیب کمتر از 0.3، منحنی‌های چرخه‌ای کرنش - تغییرمکان نامتقارن بوده ولی با افزایش نسبت ترکیب، رفتار متقارن شده و حداکثر کرنش فولاد به ازای تغییرمکان برابر نصف می‌شود. ناحیه مؤثر کرنشی فولاد در مدل پایه برابر با نصف طول دیوار برشی بوده ولی با افزودن میلگردهای کامپوزیتی این ناحیه تا حد 80 درصد طول دیوار افزایش می‌یابد که نشانگر توزیع تسلیم‌شدگی فولاد در ناحیه وسیعتری از عضو به شرط ترکیب با کامپوزیت است.