بررسی اثر تنش های چسبنده لبه ترک بر رفتار بار - تغییر شکل تیرهای بتن مسلح

در سه دهه اخیر پیشرفت‌های بسیار زیادی در زمینه تحلیل غیرخطی سازه‌های بتن مسلح به کمک روش عناصر محدود صورت گرفته است، اما هنوز پیش‌بینی دقیق در خصوص پاسخ تیرهای بتن مسلح در شرایط مختلف هندسه و بارگذاری، به کمک روش عناصر محدود، نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. محققان نشان داده‌اند برای شبیه‌سازی پاسخ غیر الاستیک بتن در منطقه صدمه‌دیده نزدیک نوک ترک می‌توان از یک توزیع تنش چسبنده روی لبه‎های ترک که مایل به بستن ترک است، استفاده نمود. هدف این مقاله، بررسی عددی تأثیر تنش‌های چسبنده ترک بر رفتار بار-تغییر مکان تیرهای بتن مسلح با استفاده از مدل آسیب ـ پلاستیک و مکانیک شکست بتن است. در تحلیل عددی به‌کار رفته، رفتار غیرخطی بتن در ناحیه فشاری با استفاده از نظریه آسیب ـ پلاستیک مدل‎سازی شده است. برای شبیه‌سازی رفتار غیرخطی بتن در ناحیه کششی و مسئله ترک‎خوردگی و گسترش ترک، از مکانیک شکست غیر خطی مبتنی بر مدل ترک چسبنده استفاده شده است. در این راستا، با استفاده از نرم‎افزار عناصر محدود آباکوس یک سری تیرهای بتن مسلح آزمایشگاهی موجود، شبیه‎سازی شده‎اند. با توجه به محدودیت‎های نرم‎افزار آباکوس در این خصوص، یک روش گام‌ به گام مورد استفاده قرار گرفته است. در روش ارائه ‌شده امکان گسترش چندین ترک چسبنده در تیر در نظر گرفته شده است. مقایسه نمودار بار-تغییر مکان تیرهای بتن مسلح به‌دست‌آمده از تحلیل عددی و نتایج آزمایشگاهی هماهنگی قابل قبولی را نشان می‎دهد.