شبیه‌سازی معتبر چسبندگی - لغزش بین میلگرد و بتن

رفتار سازه های بتن مسلح متاثر از مکانیزم چسبندگی لغزش بین بتن و میلگرد است. به همین منظور لازم است اثرات چسبندگی لغزش در تحلیل سازه های بتن مسلح لحاظ شود. در این تحقیق، رفتار تنش چسبندگی لغزش بین میلگرد و بتن مورد بررسی قرار گرفت. برای این کار، از شبیه سازی آزمایش‎های بیرون کشیدن میلگرد از داخل بتن در نرم افزار عناصر محدود آباکوس استفاده شد. دو نمونه آزمایشگاهی برای میلگرد ساده و سه نمونه آزمایشگاهی برای میلگرد آج دار با دو حالت طول مهاری کوتاه و بلند به وسیله این نرم افزار مدل سازی شد. برای لحاظ اثرات چسبندگی لغزش، از یک روش جدید که مبتنی بر فنر های غیر خطی است، استفاده شده است. در این شبیه سازی گره های فولاد به گره های بتن مجاور به وسیله فنرهای غیرخطی متصل شدند. رفتار این فنرها براساس مدل های مختلف چسبندگی لغزش برای میلگرد ساده و آج دار در طول های چسبندگی کم و زیاد تنظیم شد. در نمونه‎های با میلگرد ساده، از چهار مدل چسبندگی لغزش معروف استفاده شد و نتایج به دست آمده با منحنی آزمایشگاهی مقایسه شده که طی آن مدل توسعه یافته melo و همکاران (2014) بهترین انطباق را با نتایج دقیق داشته است. در طرف دیگر از دو مدل چسبندگی لغزش در نمونه‎های با میلگرد آج دار استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده مشخص شد که استفاده از مدل های چسبندگی لغزش که اثرات تسلیم میلگرد را هم لحاظ می کنند برای طول مهاری بلند ضروری است. درنهایت با مقایسه نتایج حاصل از این مدل ها با نتایج آزمایشگاهی، از فرآیند شبیه سازی معتبر رفتار کامپوزیت حاوی لغزش اطمینان حاصل شد.

Valid simulation of bond slip behavior between concrete and reinforcement

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 nonlinear 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.