تحلیل عددی و آزمایشگاهی تیرهای I- شکل سراسری پس‌کشیده (بدون پیوستگی) مقاوم‌سازی شده با الیاف CFRP دارای اَبَر بتن خودتراکم

Abstract

پیش­تنیدگی اعضای بتنی، بمنظور غلبه بر ضعف ذاتی کششی بتن و با هدف به کارگیری کل ظرفیت فشاری بتن و بهبود شرایط بهره­برداری سازه معرفی شد. در چنین سازه­هایی، نیاز به بتن‌های با مقاومت بالاتر نسبت به سازه­های بتن­آرمه، بدلیل افت کمتر نیروی پیش­تنیدگی، تشخیص داده شده است. تحقیقات بسیار اندکی در مورد کاربرد اَبَربتن­های خودتراکم (مقاومت فشاری بیش از 80 مگاپاسکال)، در چنین اعضایی در اختیار است. در تحقیق حاضر روش­های مدل­سازی عددی اجزا محدود، شامل فنر و فرمول­بندی تماس در اعضای پس­کشیده با کابل بدون پیوستگی، مورد بررسی قرار گرفت. سپس در مقیاس واقعی، تیر I- شکل پس­کشیده، دو دهانه با یک عدد کابل بدون پیوستگی و خروج از مرکزیت متغیر دارای اَبَربتن خودتراکم مقاوم‌سازی شده با الیاف CFRP در دو ناحیه ممان منفی و مثبت، ساخته و در حین آزمایش بارگذاری، بکمک انواع حسگرهای نصب شده بر آن، پایش شد. مقایسه نتایج مدل­سازی عددی به روش فرمول­بندی تماس و پایش تیر مزبور برای الگوی ترک­خوردگی و انواع شکل­پذیری­ها (که در نواحی زلزله خیز حائز اهمیت است)، مورد ارزیابی قرار گرفته و این نتایج حاصل شد: با استفاده از مدل­سازی انجام شده و با مش بندی بهینه بدست آمده، آنالیز حساسیت نسبت به زاویه اتساعانجام گرفت که زاویه اتساع 36 درجه بهترین تطابق را برای نتایج عددی و آزمایشگاهی تیر مزبور، بدست داد. علیرغم عدم پیوستگی تاندون در طول دو دهانه تیر مقاوم‌سازی شده، الگوی ترک­خوردگی آزمایشگاهی و عددی در مراحل مختلف بار­گذاری تا مرحله تخریب عضو، از تطابق بسیار مطلوبی برخوردار است.