شبیه سازی عددی عملکرد زنجیری اعضای بتن‌آرمه با میلگردهای فولادی و هیبریدی (ترکیب فولادی و FRP) تحت اثر خرابی پیشرونده

Abstract

در این مقاله با توجه به نقش عملکرد زنجیری اعضای سازه­ای در انتقال بارهای اضافی ناشی از حذف ستون باربر میانی در تغییرشکل­‌های بزرگ برای جلوگیری از وقوع خرابی پیشرونده، روش عددی المان محدود (FEM) سه بعدی (3D) برای شبیه‌سازی این رفتار معرفی می­‌گردد. این روش در عین سادگی، برای پیش‌­بینی پاسخ عناصر بتن‌آرمه­ تا مرحله خرابی نهایی بسیار قابل اعتماد می­‌باشد. برای صحت­‌سنجی مدل عددی از دو سری نمونه که توسط محقیقین قبلی به روش تجربی آزمایش شده­‌اند، استفاده گردیده است. سری اول، زیرمجموعه‌­های تیر-ستون با سناریو حذف ستون میانی، برای مقایسه و نمایش قابلیت مدل عددی در پیش­‌بینی سه سطح از عملکرد شامل مرحله خمشی، قوس فشاری و زنجیری و سری دوم شامل تیرهای بتنی مسلح­‌شده با ترکیب آرماتورهای فولادی و میلگرد­های از جنس الیاف پلیمری تقویت شده (FRP) می­‌باشد. مقایسه نمودار­های بار-تغییرمکان حاصل از داده­‌های تجربی و نتایج عددی برای هر دو سری نمونه، نشان از دقت بالای روش شبیه‌­سازی پیشنهادی دارد. در ادامه تحقیق، بر اساس مدل­‌های عددی صحت­‌سنجی شده، به مطالعه تأثیر میلگردهای FRP در ترکیب با آرماتورهای فولادی بر عملکرد عناصر بتنی تحت خرابی پیش­رونده پرداخته و تأثیر خصوصیات مکانیکی و آرایش مختلف آنها بر مقاومت و شکل­پذیری و رفتار زنجیری بررسی می شود.