تحلیل تجربی و نظری رفتار تیرهای بتنی تحت بار دینامیکی با معرفی رهیافت تشابه محدود

روش‌های تحلیل ابعادی دارای کاستی‌هایی در تعیین پیش‌بینی رفتار نمونه‌های مقیاس کامل با استفاده از نتایج مقیاس کوچک به دلیل غیرخطی بودن رفتار، بارگذاری و یا تغییرات جنس ماده، عدم توانایی در پیش‌بینی همزمان دو پارامتر دارای واحد یکسان و تعداد محدود درجه آزادی مستقل می‌باشند. اخیراً نظریه جدیدی به نام تشابه محدود برای رفع این مسائل مطرح شده است که در این مقاله با استفاده از این نظریه به تحلیل پیش‌بینی رفتار دینامیکی تیرهای بتنی با استفاده از نتایج تیرهای بتنی در مقیاس کوچک‌تر و تیرهای دارای رفتار مشابه بتن (گچ-سنگ) تحت بارگذاری دینامیکی ضربه‌ای پرداخته شده است. نتایج پیش‌بینی شده همچون نیرو، جابجایی، انرژی و زمان نشان می دهد که تحلیل ابعادی دقیق نتایج با مصالح متفاوت از دقت کافی برخوردار نمی‌باشد و در بعضی موارد اختلاف نتایج حاصله بیش از 50 % است. حال آنکه با روش تشابه محدود می‌توان با استفاده از نمونه‌های گچ-سنگ در مقیاس کوچک رفتار تیرهای بتنی در مقیاس کامل را با هزینه کمتر، کاهش زمان ساخت و دقت بالا پیش‌بینی نمود، به طوریکه درصد خطا در تحلیل دینامیکی در تمامی نمونه‌ها تقریباً کمتر از 10 % حاصل گردید.

experimental and theoretical analysis of concrete beams behavior under dynamic loading by introducing finite similitude approach

dimensional analysis methods have shortcomings in predicting the behavior of full-scale samples using small-scale results due to non-linearity of behavior, loading, or changes in material type, the inability to simultaneously predict two parameters with the same unit, and a limited number of independent degrees of freedom are independent. recently, a new theory called finite similitude has been proposed to solve these problems, and in this article, using this theory to analyze the prediction of the dynamic behavior of concrete beams using the results of concrete beams on a smaller scale and beams with similar behavior to concrete (plaster-stone) under dynamic impact loading has been discussed. the predicted results such as force, displacement, energy, and time show that the dimensional analysis of the results with different materials is not accurate enough and in some cases, the difference in the results is more than 50%. however, with the finite similitude method, the behavior of full-scale concrete beams can be predicted by using small-scale plaster-stone samples with less cost, reduced construction time, and high accuracy, so that the error percentage in dynamic analysis in all samples is almost less than 10% was achieved.