مطالعه عددی رفتار خمشی تیر های بتن مسلح مقاوم سازی شده با لایه های فیبر کربن

ورق ها ی FRP به سبب نسبت مقاومت به وزن بالا، مقاومت در مقابل خوردگی و مواد شیمیای و همچنین مقاومت در برابر خستگی ناشی از بارگذاری و نصب سر یع در چند سال اخیر جهت امر بهسازی و ترمیم سازه ها خصوصا سازه ها ی بتنی بهشدت مورد توجه قرار گرفته اند . این مقاله به بررسی نتایج تحلیل به روش المان محدود برای تقویت خمشی تیر های بتنی مسلح که سطح کششی آنها به کمک ورق های CFRP تقویت شده است، به صورت 3 بعدی و غیر خطی می پردازد . جهت معرفی مصالح بتنی در نرم افزار از مدلی غیر خ طی با منحنی های تنش -کرنش غیر خطی و همچنین امکان ایجاد ترک و خرد شدگی استفاده می گردد . یک رابطه دوشاخگی نیز برای معرفی فولاد اختصاص یافته و جهت مدل سازی لایه های فیبر کربن از مصالح با خواص کامپوزیت ها استفاده شده است . نمودار های بار -تغییر مکان که بر اساس نتایج نرم افزار ANSYSرسم گردیده اند، نشان می دهند که پاسخ نمونه های تقویت شده در محدوده ای که بتن ترک نخورده است تقریبا مشابه با نمونه های کنترل می باشد اما پس از ترک خوردن بتن نمونه های تقویت شده سخت تر عمل می کنند . به گونه ای که در لحظه جاری شدن فولاد ها در حدود 10 تا 30 درصد به مقاومت تیر ها افزوده می گردد . پس از جاری شدن فولاد ها نمونه های تقویت شده کماکان سخت تر می گردند . در این مرحله در صورت عدم جدا شدن لایه های فیبری از تیرها، بین 30 تا 120درصد افزایش مقاومت به چشم می خورد که حد بالای غیر معمول آن ب ه خاطر استفاده از درصد سطح مقطع فولاد کششی بسیار ناچیز در نمونه مدل سازی شده می باشد . در این مقاله مقایسه رفتار نمونه های عددی مدل سازی شده با مطالعات آزمایشگاهی معتبر نشان داد که نتایج مدل ساخته شده از مطابقت عالی با نمونه های آزمایشگاهی برخوردار است به ن حوی که درصد خطای بین مقاومت نهایی نمونه آزمایشگاهی و مدل عددی در محدوده 3 و 9 قرار دارد

کلیدواژه ها:

الیاف FRP مقاومت خمشی ، المان محدود ، لایه های فیبر کربن ، شکل پذیری