تحلیل غیر خطی دینامیکی سازه های بتن مسلح با دیدگاه مکانیک آسیب

در موارد بسیاری از مسائل مهندسی ، به منظور انجام تحلیلهای دقیقتر ، لازم است اثرات رفتار غیرخطی مصالح در نظر گرفته شود. بررسی چگونگی ایجاد و توسعه ترک در سازه و همچنین بررسی پاسخ سازه ها بعد از ایجاد ترک در آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. در تحقیق پیش رو به تحلیل غیر خطی دینامیکی سازه های بتن مسلح پرداخته شده است. مدل ارئه شده بر مبنای رفتار غیرخطی فولاد و بتن است. برای مدلسازی رفتار بتن از تئوری ترک پخشی چرخشی با دیدگاه مکانیک آسیب استفاده شده است. برای مدلسازی فولاد نیز از یک مدل دوخطی با دو روش متفاوت استفاده شده است: مدل المان فولاد خرپایی مجزا و مدل فولاد پخشی . در مدل المان فولاد خرپایی مجزا اثر پیوستگی-لغزش بین فولاد وبتن با استفاده از مدل المان پیوستگی اتصالی لحاظ شده است. در تحلیلها از المان چهار گرهی مستطیلی ایزوپارامتریک تنش مسطح در روش اجزای محدود استفاده شده است. برای حل معادلات دینامیکی از روش نیومارک و برای خطی سازی معادلات غیرخطی حاکم بر مسائل از روش نیوتن رافسون استفاده شده است. بر اساس الگوریتمها ومتدلوژی ارائه شده، یک کد المان محدود به زبان فرترن توسعه داده شد. در نهایت صحت کارکرد مدل و الگوریتمهای عددی ارائه شده با استفاده از مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی موجود، مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسات انجام شده صحت کارکرد مدل ارائه شده را تایید کردند. بدین منظور در ابتدا به منظور صحت سنجی برنامه، از مثالهایی با هندسه ساده تر و تعداد المان کمتر، تحت شرایط بارگذاری مختلف استفاده شد. در ادامه نمونه هایی از دیوارهای برشی تحت شرایط بارگذاری مختلف مورد ارزیابی قرار گرفتند. در تمامی نمونه های تحلیل شده، جابجایی ها و پروفیلهای ترک پیش بینی شده برای سازه تحت شرایط بارگذاری مختلف، تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشتند. با توجه به مدلهای پیشنهاد شده برای فولاد، درنظر نگرفتن اثر پیوستگی-لغزش در مدلسازی ها منجربه محاسبه سختی سازه بیشتر ازمیزان سختی واقعی آن شده و در نتیجه پاسخ بدست آمده کمتر از مقدار تجربی بدست آمدند.