مدلسازي اجزا محدود و مقايسه آزمايشگاهي تيرهاي بتن مسلح داراي آلياژهاي حافظه‌دار شكلي تحت بار سيكلي

آلياژهاي حافظه‌دار شكلي، نوعي از مصالح هوشمند فلزي مي‌باشند كه عملكرد مكانيكي و حرارتي منحصر به فرد آنها، همچون قابليت بازگشت به شكل اوليه (رفتار حافظه‌داري شكلي) و توانايي بازيابي كرنش‌هاي بزرگ (رفتار فوق ارتجاعي)، سبب شده است تا اخيرا كاربردهاي وسيعي در صنايع گوناگون از جمله در مهندسي عمران، پيدا كنند. عملكرد فوق ارتجاعي اين آلياژها سبب مي‌شود كه آنها با قرار گرفتن تحت سيكل‌هاي بارگذاري و باربرداري و حتي پس از عبور از حد تسليم، كرنش پسماند ناچيزي از خود برجاي بگذارند. اين ويژگي در واقع سبب ايجاد نيروهاي بازسازي كننده‌اي در سازه مي‌شود، به طوريكه در اعضاي بتن مسلح، امكان بسته شدن تركهاي به وقوع پيوسته در بتن نواحي كششي نيز فراهم مي‌گردد، چنين ويژگي براي اعضاي نواحي زلزله‌خيز بسيار با اهميت است. در اين مقاله به مدل‌سازي اجزا محدود و صحت‌سنجي رفتار تيرهاي بتن مسلح داراي آلياژهاي حافظه‌دار شكلي، پرداخته شده است. به اين منظور ابتدا مدل المان محدود سه تير بتن مسلح با اضافه كردن سيم‌هاي نايتينول در ناحيه كششي تير، در نرم‌افزار انسيس ساخته شد، سپس تيرها تحت اثر بارگذاري سيكلي قرارگرفته و نمودار هيسترزيس آنها با تيرهاي مشابه آزمايشگاهي موجود مورد مقايسه قرار گرفته است. بررسي نتايج حاصل از آناليز عددي نشان مي‌دهد كه، افزودن سيم‌هاي نايتينول در ناحيه كششي تير، سبب افزايش ظرفيت باربري و شكل‌پذيري و كاهش قابل ملاحظه تغييرمكان پسماند عضو مي‌گردد.