تقاضای کرنشی در اعضای مرزی دیوارهای برشی بتنی با میلگردهای ترکیبی فولادی-کامپوزیتی

تحقیق حاضر به بررسی تقاضای کرنشی در عناصر مرزی دیوارهای برشی بتنی با میلگردهای فولادی-کامپوزیتی می پردازد. استفاده همزمان از فولاد و کامپوزیت می تواند منجر به کاهش تقاضای کرنشی و تغییر در توزیع آن تحت بارگذاری جانبی شود. در این راستا، ابتدا مدل المان محدود برای یک نمونه آزمایشگاهی با مقیاس کامل در نرم افزار VecTor-۲.۰ ارائه شده و صحت سنجی شده است. سپس مطالعات پارامتریک برای مقادیر مختلف نسبت ترکیب فولاد و کامپوزیت انجام شده و پاسخ چرخه ای، نیروی حداکثر، سختی سکانتی، انرژی تک چرخه، شاخص بازیابی تغییرمکان و توزیع کرنش میلگرد استخراج شده است. به این منظور از پارامتر نسبت ترکیب استفاده شده که به صورت نسبت مساحت میلگردهای کامپوزیتی به مساحت کل میلگردها تعریف شده است. نتایج نشان دادند که ترکیب میلگردهای فولادی و کامپوزیتی باعث کاهش تغییرشکل پسماند، حفظ مقاومت پس از تسلیم عضو و افزایش سختی سکانتی در تغییرمکان های جانبی نسبی بیشتر از ۱.۹ درصد می شود. همچنین ترکیب فولاد و کامپوزیت منجر به رفتار مرکزگرایی دیوار شده و عضو قابلیت بازیابی تغییرمکان را بعد از قطع نیرو دارد. ترکیب مصالح با نسبت ترکیب بیشتر از ۰.۲ منجر به تامین مقاومت و حفظ پایداری دیوار می شود. در مقابل افزایش نسبت ترکیب از حد ۰.۳ صرفا مقاومت عضو را افزایش داده و تغییر چندانی در مقدار تغییرمکان پسماند ندارد. برای دیوارهای با نسبت ترکیب کمتر از ۰.۳، منحنی های چرخه ای کرنش - تغییرمکان نامتقارن بوده ولی با افزایش نسبت ترکیب، رفتار متقارن شده و حداکثر کرنش فولاد به ازای تغییرمکان برابر نصف می شود. ناحیه موثر کرنشی فولاد در مدل پایه برابر با نصف طول دیوار برشی بوده ولی با افزودن میلگردهای کامپوزیتی این ناحیه تا حد ۸۰ درصد طول دیوار افزایش می یابد که نشانگر توزیع تسلیم شدگی فولاد در ناحیه وسیعتری از عضو به شرط ترکیب با کامپوزیت است.

کلیدواژه ها:

دیوار برشی بتنی ، میلگردهای ترکیبی فولادی-کامپوزیتی ، رفتار چرخه ای ، تقاضای کرنشی ، عضو مرزی ، تغییرشکل پسماند ، رفتار مرکزگرایی