شبيه سازي معتبر چسبندگي- لغزش بين ميلگرد و بتن

Valid simulation of bond-slip behavior between concrete and reinforcement

رفتار سازه هاي بتن مسلح متاثر از مكانيزم چسبندگي لغزش بين بتن و ميلگرد است. به همين منظور لازم است اثرات چسبندگي- لغزش در تحليل سازه هاي بتن مسلح لحاظ شود. در اين تحقيق، رفتار تنش چسبندگي- لغزش بين ميلگرد و بتن مورد بررسي قرار گرفت. براي اين كار، از شبيه سازي آزمايشهاي بيرون كشيدن ميلگرد از داخل بتن در نرم افزار عناصر محدود آباكوس استفاده شد. دو نمونه آزمايشگاهي براي ميلگرد ساده و سه نمونه آزمايشگاهي براي ميلگرد آج دار با دو حالت طول مهاري كوتاه و بلند به وسيله اين نرم افزار مدل سازي شد. براي لحاظ اثرات چسبندگي- لغزش، از يك روش جديد كه مبتني بر فنر هاي غير خطي است، استفاده شده است. در اين شبيه سازي گره هاي فولاد به گره هاي بتن مجاور به وسيله فنرهاي غيرخطي متصل شدند. رفتار اين فنرها براساس مدل هاي مختلف چسبندگي- لغزش براي ميلگرد ساده و آج دار در طول هاي چسبندگي كم و زياد تنظيم شد. در نمونه هاي با ميلگرد ساده، از چهار مدل چسبندگي- لغزش معروف استفاده شد و نتايج به دست آمده با منحني آزمايشگاهي مقايسه شده كه طي آن مدل توسعه يافته Melo و همكاران (2014) بهترين انطباق را با نتايج دقيق داشته است. در طرف ديگر از دو مدل چسبندگي- لغزش در نمونه هاي با ميلگرد آج دار استفاده شد. براساس نتايج به دست آمده مشخص شد كه استفاده از مدل هاي چسبندگي- لغزش كه اثرات تسليم ميلگرد را هم لحاظ مي كنند براي طول مهاري بلند ضروري است. درنهايت با مقايسه نتايج حاصل از اين مدل ها با نتايج آزمايشگاهي، از فرآيند شبيه سازي معتبر رفتار كامپوزيت حاوي لغزش اطمينان حاصل شد.

The behavior of the reinforced concrete structures is influenced by the bond slip mechanism between concrete and rebar. The performance and strength of the structure are strongly affected by this mechanism. For this aim, it is indispensable to take bond slip effects into account when analyzing the reinforced concrete structures. In the current study bond slip models for plain as well as deformed bar have been investigated. To do this, the simulation of pull out test in finite element software, ABAQUS, is utilized. In this simulation in order to take bond slip effects into consideration, steel nodes are connected to that of adjacent concrete through non-linear springs. The behavior of these springs is defined based on a variety of bond slip models for plain and deformed bar with respect to short and long bonded length. Furthermore, a new bond slip model for deformed bar is proposed and the results of this model are compared with experimental results. Eventually, merits and demerits of the models have been explained.