بررسی جنبه‏های گوناگون مدل‏سازی عددی تیرهای بتن مسلح مقاوم شده در برش با پلیمرهای مسلح به الیاف (FRP) به روش نصب در نزدیکی سطح (NSM)

اخیراً روش جدیدی به منظور تقویت سازه‌های بتن مسلح به کمک مصالح FRP به نام"نصب FRP در نزدیکی سطح" یا "NSM-FRP"، مطرح شده است. تحقیقات انجام شده در بکارگیری این روش، اغلب آزمایشگاهی بوده‌ و مطالعات عددی انجام شده در این زمینه بسیار محدود بوده است. تحقیق حاضر در ابتدا به ارائه روش مدل‏سازی عددی تیرهای بتن مسلح تقویت شده در برش با روش NSM-FRP، با توجه به روش‏های متعارف مدل‏سازی و ارائه پیشنهاداتی در آن‏ها، می‌پردازد. در روش‏های متعارف مدل‏سازی، رفتار چسبندگی بین بتن و مصالح تسلیح (FRP و فولاد) و همچنین رفتار ترک خوردگی بتن، با فرضیات ساده شده‌ای مدل می‌شوند. با وجود فراگیر بودن این فرضیات، کاستیهای آن‏ها در زمینه مدل‏سازی رفتار برشی تیرهای بتن مسلح کمتر مورد تفحص قرار گرفته است. در نتیجه در این مقاله نقاط قوت و ضعف آن‏ها مورد موشکافی و تحلیل نقادانه قرار می‌گیرد. برای نیل به این هدف، مدل‏سازی عددی بر روی دو گروه از نمونه‏های واقعی انجام شده است. نمونه‏های گروه اول توسط سایر محققین و نمونه‏های گروه دوم بواسطه همکاری تعدادی از نویسندگان مقاله حاضر ساخته و آزمایش شده‌اند. نتایج حاصل از مدل‏سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و دلایل همخوانی یا عدم همخوانی نتایج بطور مفصل ارائه می‌شود. نتایج تحقیق نشان می‌دهد روش پیشنهادی تخمین مناسبی از میزان حداکثر باربری سازه در حالت‏های مختلف بدست می‌دهند. اما الگوی ترک خوردگی و توزیع کرنش‏ها گاهاً اختلاف محسوسی با نتایج واقعی نشان داده‌اند بطوریکه نسبت کرنش بیشینه حاصل از مدل‏های عددی به مدل‏های آزمایشگاهی در میله‌های FRP بین 66/0 تا 89/0 و در خاموت‏های فلزی بین 25/0 تا 60/0 بدست آمده است.