مدل سازی عددی تیرهای بتنی تقویت شده با CFRP انعطاف پذیردر دماهای بالا

مدتی است که استفاده از پلیمر های مسلح شده با الیاف کربن (CFRP)، بعنوان یک روش کارآمد برای مقاوم سازی سازه ها رایج شده است. در پژوهش حاضر برای مدل سازی تیرهای مقاوم شده با CFRP انعطاف پذیردر دماهای بالا، از روش المان محدود، و برای مدل سازی عددی، از نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. نتایج بدست آمده از روش المان محدود با نتایج آزمایش های پیشین انجام شده توسط نویسندگان مقایسه شده اند. مطالعه نمونه ها با آزمایش چهار نقطه خمشی تیرهای بتنی مقاوم شده با CFRP انعطاف پذیر با سه مقاومت بتنی متفاوت در دماهای 20، 50 و 80 درجه سانتی گراد انجام گرفت. مدل سازی نمونه ها، همانند روند آزمایشگاهی، در دو مرحله متوالی انجام گرفته است. در مرحله اول، نمونه ها تا دماهای مورد نظر گرم شده و در مرحله بعد تحت همان دمای بالا، تحت بارگذاری مکانیکی تا گسیختگی، قرار گرفتند. نتایج مدل سازی با توجه به مقدار بارنهایی، روند منحنی های بارنهایی- جابجایی و الگوی ترک خوردگی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید که نشان از تطابق خوب روند مکانیکی با مدل های عددی بود. همچنین تاثیر کرنش های حرارتی نسبت به کرنش های ناشی از بار مکانیکی خارجی، مورد بررسی قرار گرفته و مشخص شد که نقش عدم تناسب ضریب انبساط حرارتی ،کمتر از نقش کاهش مشخصات مکانیکی در اثر حرارت بوده است. در نهایت نتایج المان محدود با مدل های تحلیلی ارائه شده برای محاسبه کرنش در CFRP، تنش برشی و نرمال در بتن ناشی از تغییر دما مقایسه و تطابق قابل قبولی مشاهده شد..