تحلیل غیر خطی تیرهای بتنی پیش تنیده با ورق GFRP به روش اجزای محدود

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آموزشی سازه، دانشکده عمران ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، نجف آباد، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد ، نجف آباد ، ایران

چکیده

در این مقاله یک روش عددی برای تحلیل کامل تیرهای خمشی بتنی پیش تنیده، تقویت شده با ورق های پلیمر مسلح شده با الیاف شیشه با تمرکز بر رفتار شکل پذیری و مقاومت خمشی معرفی می گردد. پیش تنیده نمودن سازه های بتنی باعث افزایش ظرفیت خمشی این گونه سازه ها شده و باعث افزایش مقاومت سازه ها و افزایش طول دهانه و کاهش تغییر مکان تیرها می شود. که هم از لحاظ کارامدی و هم از لحاظ سازه ای مقرون به صرفه است. بررسی شکل پذیری این سازه ها که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می گیرند، از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که بیانگر توان سازه در تغییر شکل غیر ارتجاعی قبل از تخریب اعضا می باشد. در تحقیق حاضر سعی بر آن است که تاثیر استفاده از ورق GFRP پیش تنیده بر شکل پذیری و تغییر شکل، در رفتار تیرهای مقاوم سازی شده به این روش بررسی شود. بدین منظور با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ANSYS ابتدا به مدل سازی چندین نمونه تیر با شرایط مختلف پرداخته شد. پس از مقایسه ی نتایج تحلیل عددی تیر بتنی با ورق GFRP با نتایج تحلیل عددی دو نوع تیر بتنی پیش تنیده با مفتول و اثبات کارایی مدل ارائه شده، به بررسی شاخص شکل پذیری انرژی و جابجایی، تغییر شکل نهایی، مقاومت و مقدار جابجایی تیرهای بتنی پرداخته شده است. برای این منظور سه عدد تیر با ابعاد ×160mm 280mm× 3600mm مورد مدل سازی قرار گرفتند. به طور خلاصه نتایج این تحقیق حاکی از آن است که استفاده از ورق GFRP پیش تنیده باعث می شود مقدار جابجایی تیر بر اثر نیرو دارای کمترین مقدار و لذا لایه GFRP موجب افزایش 10 در صدی و 4/10 در صدی بر سختی خمشی و شکل پذیری خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Nonlinear Analysis of Prestressed Concrete Beams with GFRP Sheets by Finite Element Method

نویسندگان [English]

  • mohsen izadinia 1
  • Mohammad Sina Sharifi 2
1 structure department, civil engineering faculty, islamic azad university najafabad branch, najafabad, iran
2 Islamic Azad University Najafabad Branch, Najafabad , Iran
چکیده [English]

This paper describes a numerical method for the full-range analysis of prestressed concrete flexural beams strengthened with prestressed glass fiber-reinforced polymper (GFRP) sheets, focusing on ductility and flexural strength behaviour. Prestressing concrete structures cause increased flexural strength of these structures thus increased resistance of structures, increased span length, and reduced displacements of beams are resulted, which is very effective and economically feasible. The study of ductility of these structures that have been used a lot nowadays, has a great importance because it expresses the capability of structure in inelastic deformations before destruction of members. Present paper attempts to investigate the effect of prestressed GFRP sheets on ductility and deformation of beams strengthened by this method. Regarding to this, the modelling of three sample of beams in different conditions was studied using finite element software ANSYS. After comparing the results of numerical analysis of concrete beam with GFRP sheet and the numerical results of two types of prestressed concrete beam with wire and proofing the efficiency of presented model, the displacement and energy ductility index, deformation, resistance and the amount of displacement of concrete beams have been investigated. Three beams with 160mm*280mm*3600mm dimensions have been modelled. In summary, the results express that the application of prestressed GFRP sheet may cause the least displacements of beam and an increase of 10% and 10.4% will be achieved in the flexural stiffness and ductility.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ductility
  • Finite Element
  • Glass fiber reinforced polymers
  • prestressing
  • Ansys

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 12 اسفند 1396
  • تاریخ دریافت: 11 آبان 1396
  • تاریخ بازنگری: 27 بهمن 1396
  • تاریخ پذیرش: 12 اسفند 1396