بررسی اثر جداسازی موضعی میلگرد از بتن بر عملکرد دیوار‌های برشی بتن مسلح با استفاده از روش المان محدود غیرخطی

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده فنی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سلماس، سلماس، ایران.

10.22034/ceej.2024.59182.2303

چکیده

در این تحقیق تلاش شده است تا تأثیر جداسازی موضعی میلگرد بر عملکرد مکانیکی دیوارهای برشی بتن‌آرمه با استفاده از روش المان محدود بررسی ‌شود. خواص مکانیکی بتن و میلگرد مصرفی با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی به دست آمده است. مدل‌سازی اندرکنش بین میلگرد با بتن با استفاده از تماس سطح به سطح و مدل ناحیه تماس چسبنده تعریف شده است. از مدل آزمایشگاهی جهت اعتبار سنجی مدل عددی استفاده و پس از تطبیق مناسب پاسخ‌های عددی با مدل آزمایشگاهی، به مطالعه تأثیر پارامترهای مختلف پرداخته شده است. در نمونه‌های ساخته شده، به منظور مطالعه اثر جداسازی میلگرد از بتن از غلاف‌گذاری به طول 150 میلی‌متر استفاده شده است و در مدل‌های عددی، متغیر اصلی طول غلاف جهت ایجاد جداسازی موضعی می‌باشد. نتایج نشان داده است که در صورت انتخاب طول مناسب جداسازی میلگرد از بتن، سختی جانبی المان مرزی بیشتر شده و کمانش عضو در کرنش‌های بزرگتری نسبت به المان فاقد جداسازی رخ می‌دهد. همچنین، جداسازی موضعی می‌تواند باعث افزایش ظرفیت باربری شود. لذا این روش جهت جلوگیری از کمانش المان‌های مرزی دیوار برشی می‌تواند مفید و قابل استفاده باشد. همچنین، افزایش طول جداسازی میلگرد باعث افزایش عرض ترک در نزدیکی‌های غلاف‌گذاری شده، در حالی که طول غلاف‌گذاری در اولین نیروی ایجاد ترک در نمونه‌ها و همچنین تغییر طول محوری نمونه‌ها تأثیر قابل ملاحظه‌ای نمی‌گذارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of local separation of rebar from concrete on the performance of reinforced concrete shear walls using the nonlinear finite element method

نویسندگان [English]

  • Saeed Tarverdilo 1
  • Afshin Hosein Sharifzadeh 2
1 Professor, College of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran.
2 College of Engineering, Islamic Azad University Salmas Branch, Salmas, Iran.
چکیده [English]

In this research, for the first time, an attempt has been made to investigate the effect of local separation of rebar on the mechanical performance of reinforced concrete shear walls using the finite element method. The mechanical properties of concrete and rebar used have been obtained using experimental tests. Finite element analysis has been done with the help of ABAQUS software, and the interaction modeling between rebar and concrete has been defined using surface-to-surface contact and adhesive contact area models. The laboratory model was used to validate the numerical model and after matching the numerical answers with the laboratory model, the effect of different parameters was studied. In experimental samples, the effect of rebar separation from concrete has been done using 150 mm sheathing. The main variable in this research is the sheath length to create local isolation. The results show that if the proper length of separation of rebar from concrete is chosen, the lateral stiffness of the border element increases and buckling of the member occurs in larger strains than the element without separation. Also, local isolation can increase the carrying capacity. Therefore, this method can be useful and applicable to prevent the buckling of boundary elements of the shear wall. Also, increasing the rebar separation length increases the crack width near sheathing, while the sheathing length at the first buckling of the specimen also does not significantly affect the axial length of the specimens.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Finite element
  • shear walls
  • local separation of rebar
  • rupture of reinforcement
  • failure