بررسی عددی تاثیر میلگردهای فشاری Gfrp برمقاومت خمشی و شکل پذیری تیرهای بتنی مسلح

آرماتورهای frp با مقاومت قابل توجه در برابر خوردگی منجر به بهبود در عملکرد سازه‌های بتنی مسلح و کاهش قابل توجه هزینه‌ها می‌شوند. از دیگر ویژگی‌های آنها نسبت بالای مقاومت کششی به وزن ، نارسانا و غیرمغناطیس بودن آن می‌باشد. آیین‌نامه‌های طراحی بین الملل اخیر از قبیلaci 440.1r15 استفاده از آرماتورهای frp را در فشار مجاز ننموده‌اند و در محاسبات با بتن جایگزین می‌کنند. در این پژوهش، به منظور پیش‌بینی اثر میلگردهای فشاری gfrp روی مقاومت خمشی و شکل‌پذیری تیرهای بتنی مسلح gfrp، سیزده نمونه تیر بتنی با استفاده از نرم افزار abaqus مدلسازی شدند‌. رفتار مصالح الاستوپلاستیک به کمک مدل پلاستیسیته خرابی بتن در نرم افزار تعریف شد. داده‌های تجربی از پژوهش‌های موجود، بعنوان معیار‌ برای بررسی‌های عددی در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفتند و نتایج با استفاده از مدلسازی عددی صحت سنجی شدند. نتایج نشان دادند که منحنی‌های تغییرمکاننیرو به‌دست آمده از تحلیل عددی مطابقت خوبی با منحنی‌های حاصل از آزمایشگاه دارند. طبق ارزیابی عددی، تیرهای بتنی مسلح gfrp، مقاومت خمشی بالاتری دارند؛ میانگین مقاومت خمشی تیرهای بتنی مسلح فولادی،90 درصد تیرهای بتنی مسلح gfrp محاسبه شد. هم‌چنین تیرهای بتنی مسلح gfrp شکل‌پذیری بیشتری از خود نشان دادند. افزایش درصد میلگردهای فشاری gfrp، منجر به جذب انرژی بیشتر و در نهایت شکل‌پذیری بیشتر تیرهای بتنی gfrp شده‌است. نتایج نشان دادند که میلگردهای فشاری gfrp تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت خمشی تیرها ندارند.

Numerical investigation of the effects of compression GFRP reinforcement on the flexural strength and ductility of reinforced concrete beams

Fiber Reinforced Polymer (FRP) bars with significant resistance against the corrosion lead to an improvement in the performance of concrete structures and a significant reduction in costs. High ratio of tensile strength to weight, being nonconductive, and nonmagnetic are other features of them. Recent international design standards, such as ACI 440.1R15 do not recommend including FRP reinforcement in compression and replace them by concrete in calculations. In this study, due to the prediction of the effect of the GFRP compression bars on the flexural strength and ductility of GFRP reinforced concrete beams, the thirteen concrete specimens were modeled using finite element software, ABAQUS. Concrete elastoplastic behavior after the peak was defined using the concrete damaged plasticity model in software. Experimental data from previous studies were used as a criterion for numerical investigations and the model results were validated using numerical modeling. The results demonstrated that the displacementforce graphs, obtained from numerical analysis, were in good agreement with the respective curves obtained from the laboratory analysis. According to the numerical evaluation, GFRP reinforced concrete beams included higher flexural strength, i.e., the average flexural strength of steelreinforced concrete beam was about 90% of the GFRP reinforced concrete beam. Also, the ductility of GFRP concrete beam specimens was greater than that for the steel beam specimen. Increasing the percentage of GFRP compression reinforcement resulted in higher energy absorption and ultimately higher ductility of the GFRP concrete beams. The numerical results indicated that GFRP compression reinforcement does not significantly increase the flexural strength of beams.