مدل سازی عددی تیرهای بتنی تقویت شده با CFRP انعطاف پذیر در دماهای بالا

مدتی است که استفاده از پلیمر های مسلح شده با الیاف کربن (CFRP)، بعنوان یک روش کارآمد برای مقاوم سازی سازه‌‌ها رایج شده است. در پژوهش حاضر برای مدل سازی تیرهای مقاوم شده با CFRP انعطاف پذیر در دماهای بالا، از روش المان محدود، و برای مدل سازی عددی، از نرم‌افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. نتایج بدست آمده از روش المان محدود با نتایج آزمایش‌های پیشین انجام شده توسط نویسندگان مقایسه شده اند. مطالعه نمونه‌ها با آزمایش چهار نقطه خمشی تیرهای بتنی مقاوم شده با CFRP انعطاف پذیر با سه مقاومت بتنی متفاوت در دماهای 20، 50 و 80 درجه سانتی‌گراد انجام گرفت. مدل سازی نمونه‌ها، همانند روند آزمایشگاهی، در دو مرحله متوالی انجام گرفته است. در مرحله اول، نمونه ها تا دماهای مورد نظر گرم شده و در مرحله بعد تحت همان دمای بالا، تحت بارگذاری مکانیکی تا گسیختگی، قرار گرفتند. نتایج مدل سازی با توجه به مقدار بارنهایی، روند منحنی‌های بارنهایی- جابجایی و الگوی ترک خوردگی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید که نشان از تطابق خوب روند مکانیکی با مدل های عددی بود. همچنین تاثیر کرنش های حرارتی نسبت به کرنش های ناشی از بار مکانیکی خارجی، مورد بررسی قرار گرفته و مشخص شد که نقش عدم تناسب ضریب انبساط حرارتی ،کمتر از نقش کاهش مشخصات مکانیکی در اثر حرارت بوده است. در نهایت نتایج المان محدود با مدل های تحلیلی ارائه شده برای محاسبه کرنش در CFRP، تنش برشی و نرمال در بتن ناشی از تغییر دما مقایسه و تطابق قابل قبولی مشاهده شد..