تاثیر مدلسازی 3 بعدی در محاسبه پارامترهای شکست بتن

Abstract

مسئله ی شکست همه ساله هزینه‌ی مالی و جانی بسیاری برای جوامع گوناگون به بار می آورد. از اوایل قرن بیستم، نگاه علمی به این مسئله آغاز شد. از این رو بررسی مسئله شکست در مواد مختلف از جمله بتن، که یکی از پرکاربرد ترین مواد در صنعت ساخت و ساز می‌باشد امری ضروری به نظر می‌رسد. برای تحلیل سازه‌های بتنی در مقیاس ماکرو فرض می‌شود بتن یک ماده همگن است، در صورتیکه در واقعیت بتن شامل اجزا مختلفی مانند خمیر سیمان، شن، ماسه و هوا می‌باشد که وجود این اجزا در تعیین رفتار بتن حائز اهمیت است. بنابراین در این بررسی برای محاسبه‌ پارامترهای شکست بتن، خمیر سیمان و 4 سایز مختلف سنگدانه مدل‌سازی شد تا بتوان تاثیر وجود سنگدانه‌ها در داخل خمیر سیمان بررسی گردد. با توجه به توزیع اتفاقی سنگدانه‌ها در خمیر سیمان، 100 نوع مختلف توزیع سنگدانه در خمیر سیمان مدل‌سازی شد تا محدوده وسیعی از پاسخ‌ها مورد بررسی قرار گیرد. با بررسی نتایج 100 نمونه عددی تیر خمشی تحت آزمایش سه نقطه، بر خلاف انتظار که تحت این آزمایش فقط باید ضریب شکست مود اول ایجاد شود به علت توزیع سنگدانه‌ها ضرایب شکست مود دوم و سوم نیز ایجاد شد، مقدار این مود‌ها احتمالا به شکل سنگدانه‌ها و محل قرارگیری آنها وابسته می‌باشد. وجود هر سه مود شکست، توزیع نرخ رهایی انرژی را در ضخامت از حالت یکنواخت خارج کرده، که می‌تواند باعث شکست زود هنگام نمونه گردد.