بررسی عددی تاثیر میلگردهای فشاری GFRP برمقاومت خمشی و شکل پذیری تیرهای بتنی مسلح

Abstract

آرماتورهای FRP با مقاومت قابل توجه در برابر خوردگی منجر به بهبود در عملکرد سازه‌های بتنی مسلح و کاهش قابل توجه هزینه‌ها می‌شوند. از دیگر ویژگی‌های آنها نسبت بالای مقاومت کششی به وزن ، نارسانا و غیرمغناطیس بودن آن می‌باشد. آیین‌نامه‌های طراحی بین الملل اخیر از قبیلACI 440.1R-15 استفاده از آرماتورهای FRP را در فشار مجاز ننموده‌اند و در محاسبات با بتن جایگزین می‌کنند. در این پژوهش، به منظور پیش‌بینی اثر میلگردهای فشاری GFRP روی مقاومت خمشی و شکل‌پذیری تیرهای بتنی مسلح GFRP، سیزده نمونه تیر بتنی با استفاده از نرم افزار ABAQUS مدلسازی شدند‌. رفتار مصالح الاستوپلاستیک به کمک مدل پلاستیسیته خرابی بتن در نرم افزار تعریف شد. داده‌های تجربی از پژوهش‌های موجود، بعنوان معیار‌ برای بررسی‌های عددی در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفتند و نتایج با استفاده از مدلسازی عددی صحت سنجی شدند. نتایج نشان دادند که منحنی‌های تغییرمکان-نیرو به‌دست آمده از تحلیل عددی مطابقت خوبی با منحنی‌های حاصل از آزمایشگاه دارند. طبق ارزیابی عددی، تیرهای بتنی مسلح GFRP، مقاومت خمشی بالاتری دارند؛ میانگین مقاومت خمشی تیرهای بتنی مسلح فولادی،90 درصد تیرهای بتنی مسلح GFRP محاسبه شد. هم‌چنین تیرهای بتنی مسلح GFRP شکل‌پذیری بیشتری از خود نشان دادند. افزایش درصد میلگردهای فشاری GFRP، منجر به جذب انرژی بیشتر و در نهایت شکل‌پذیری بیشتر تیرهای بتنی GFRP شده‌است. نتایج نشان دادند که میلگردهای فشاری GFRP تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت خمشی تیرها ندارند.