شبیه‌سازی رفتار خمشی بتن‌های الیافی با استفاده از اجزای ‌محدود – لنگر انحنای مقطع

Abstract

بتن مسلح الیافی، عمدتا به واسطه رفتار خود در ناحیه کششی ترک خورده، که به آن رفتار نرم‌شوندگی کششی گفته می‌شود، متمایز می‌گردد. محققان مطالعات بسیاری بر روی این رفتار صورت داده و مدل‌های نرم‌شوندگی بسیاری ارائه کرده‌اند. با توجه به پیچیدگی‌های انجام آزمایش مستقیم، مبنای ارائه‌ نرم‌شوندگی، در بسیاری از تحقیقات تحلیل معکوس یک مقطع خمشی است. عمدتا این تحلیل با فرضیات ساده‌کننده انجام شده است. در این تحقیق، یک روش جدید ترکیبی از اجزای‌ محدود و لنگر- انحنا ارائه شده است. در این مطالعه، رفتار مقطع تیر مستطیلی تحت آزمایش خمش سه نقطه‌ای با استفاده از روش اجزای ‌محدود و به‌کارگیری روش طول کمان استوانه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش، اثرات غیرخطی در المان بحرانی، در هر مرحله با روابط لنگر– انحنا به روز شده و در تحلیل اجزای محدود اعمال می‌گردد. همچنین، این مطالعه، مقایسه‌ای بین چهار مدل نرم‌شوندگی کششی شامل مدل‌های ثابت، خطی، نمایی و دوخطی در رفتار خمشی مقطع مستطیلی را ارائه می‌دهد. این روش با برخی از نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان دهنده این است که این مدل‌ها برای بتن‌های با نرم‌شدگی تنشی کاهشی و کم الیاف نتیجه خوبی در بر دارد. همچنین با توجه به نتایج، توصیه می‌شود برای ارزیابی رفتار نمونه‌های الیافی که نرم‌شدگی در آنها قابل‌ملاحظه نمی‌باشد، در توسعه روابط لنگر- انحنا از توزیع ترک بازشدگی با منحنی‌های درجه 2 یا شبیه آن استفاده شود.