مدلسازی غیر خطی تیرهای بتن مسلح تقویت شده و پیشتنیده با آلیاژهای حافظهدار شکلی بر پایه آهن به روش اجزاء محدود

مقاومسازی سازههای بتن مسلح به روش نصب نزدیک سطح (NSM) امروزه به عنوان یک روش تقویت کارآمد شناخته شده است که در صورت پیشتنیده کردن المانهای مقاومسازی در این روش میتوان از حداکثر ظرفیت مصالح مقاومسازیبهره گرفت. آلیاژهای حافظهدار شکلی بر پایه آهن (Fe-SMA) که به دلیل خاصیت حافظه شکلی و هزینه کمتر در مقایسه با دیگر آلیاژهای حافظهدار شکلی، نظر پژوهشگران را در دو دهه اخیر به خود جلب کردهاند، میتوانند به عنوان نوارهایمقاومسازی در روش NSM به کار روند. مزیت این مواد در مقایسه با پلیمرهای مسلح شده با الیاف (FRP) و کابلهایفولادی معمولی، این است که به سادگی و بدون استفاده از جکهای مکانیکی بزرگ، پیشتنیده میشوند. در این پژوهش با استفاده از روش المان محدود، رفتار خمشی تیرهای تقویت شده و پیشتنیده توسط نوارهای Fe-SMA نصب شده درنزدیک سطح، مدلسازی و بررسی شده است. همبستگی نمودارهای بار-تغییر مکان و نیز نمودارهای بار-کرنش نوارهای Fe-SMA در مدل عددی با نتایج تجربی، صحت مدلسازی انجام گرفته را نشان میدهد. نتایج مدل عددی نیز همانند آزمایش، بیانگر افزایش چشمگیر ظرفیت خمشی تیرهای تقویت شده نسبت به تیر تقویت نشده میباشد و نشان میدهدکه پیشتنیده کردن تیر در روش NSM ، باعث افزایش بار ترکخوردگی و کاهش تغییر مکانها میشود. در انتها با استفاده از مدلهای ساخته شده، اثر درصد آرماتورهای فولادی مقطع برکارایی روش NSM سنجیده شده است. نتایج این بررسی نشان میدهد که مقاومسازی به این روش برای مقاطعی با درصد آرماتور فولادی کم، بهینه است.

کلیدواژه ها:

تیر بتن مسلح ، مقاومسازی خمشی ، آلیاژهای حافظهدار شکلی بر پایه آهن ، روش NSM ، مدلسازی عددی