بهینه سازی مدل سخت‌شوندگی کششی بتن براساس تحلیل غیرخطی لایه‌ای تیرهای بتنی مسلح شده با میلگردهای frp

اثر سخت شوندگی کششی که ناشی از مشارکت بتن بین ترک‌ها در تحمل کشش است، منجر به کاهش کرنش‌های عضو بتن مسلح نسبت به کرنش میلگردها به تنهایی می‌شود. در برخی پیشنهادها، این اثر در رفتار تنش کرنش بتن بعد از ترک‌خوردگی گنجانده شده است که تعداد اندکی از آنها بتن با مسلح کننده‌های frp را بررسی کرده‌اند. در ً گستردهای از تیرهای بتنی این تحقیق از مقایسه نتایج تحلیل غیرخطی لایه‌ای و نتایج آزمایشگاهی مجموعه‌ی نسبتا مسلح شده با میلگردهای frp نسبت به تحقیقات پیشین، برای استخراج رابطه‌ی تنش کرنش بتن بعد از ترک‌خوردگی استفاده شده‌است. مدل به دست آمده برخلاف مدل‌های پیشین برای همه‌ی انواع میلگردهای frp ارائه شده است. ثابت‌های مدل با کاربرد روش بهینه‌سازی ژنتیک به دست می‌آیند. از 87 نمودار بار خیز آزمایشگاهی تیرهای بتنی مسلح شده با میلگردهای frp تحت خمش چهارنقطه‌ای ، 78 نمودار برای استخراج ثابت‌های مدل و 9 نمودار برای بررسی مدل بهینه به دست آمده به کار می‌روند. علاوه براین 20 درصد از داده‌های 78 تیر درنظر گرفته شده برای استخراج مدل، به صورت تصادفی حذف شده و به جای محاسبه‌ی مدل در کنترل مدل به کار می‌روند. میانگین لگاریتم طبیعی نسبت خیز آزمایشگاهی به محاسباتی برای داده‌های انتخاب شده برای کنترل، با کاربرد مدل اولیه 1/0457و با کاربرد مدل بهینه 0/2668 است. با توجه به اینکه مقدار ایده‌آل لگاریتم نسبت خیز آزمایشگاهی به محاسباتی صفر است، کاربرد مدل بهینه این پارامتر آماری را 74 درصد بهبود داده است. نتایج تحلیل غیرخطی با مدل‌های اولیه و بهینه با روابط آیین‌نامه‌ای نیز مقایسه شده‌اند.

Optimization of concrete tension stiffening model based on layered nonlinear analysis of FRP – RC beams

Tension stiffening effect, which is due to participation of concrete in resisting tension between cracks, results in the reduction of strains of reinforced concrete member relative to pure bars. In some researches, this effect was involved at strain – stress behavior of concrete after cracking that few researches investigated FRP reinforced concrete. In Present investigation, comparison of experimental data with results of layered nonlinear analysis of wide collection FRPreinforced concrete beams relative to prior researches was used for extracting of concrete strain – stress after cracking. The resulting model unlike previous models was developed for all type of FRP bars. The constants of model are obtained from optimization method based on genetic. 78 curves from 87 curves of FRP – reinforced concrete beams under fourpoint bending are used for deriving of model coefficients and the others are used for investigating of optimal model. Furthermore, 20 percent of load – deflection data of 78 beams are also randomly selected for controlling of optimal model instead of developing of model. The average natural logarithm of experimental/calculated deflection ratios for randomly selected data by applying initial model and optimal model is 1.0457 and 0.2668, respectively. According to ideal value of zero for natural logarithm of experimental/calculated deflection ratio, applying optimal model has improved this statistical parameter by 74 percent. Responses of nonlinear analysis by using initial model and optimized model are compared with those of code relations.