بررسی مقاومت خمشی بتن فوق‌توانمند تقویت شده با الیاف فولادی با استفاده از مدل المان محدود چندمقیاسه
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
امیر ابراهیم اکبری بقال
1
,
احمد ملکی
2
,
رامین وفائی پور
3
1 - دانشجوی دکتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه
2 - استادیار گروه عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه
3 - استادیار گروه عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز
کلید واژه: الیاف فولادی, بتن فوق‌توانمند, مدل المان محدود چندمقیاسه, تست خمش چهار نقطه‌ای,
چکیده مقاله :
هدف اصلی تحقیق حاضر، توسعه مدل المان محدود به منظور مطالعه تأثیر الیاف فولادی شکل بر مقاومت خمشی بتن فوق توانمند الیافی است. بدین منظور، به منظور شبیه‌سازی عددی، مدل المان محدود چندمقیاسه توسعه داده شد که در آن بتن به صورت ماده همگن و یکنواخت مدل‌سازی شده و الیاف فولادی به صورت تصادفی در داخل آن توزیع شده است. به منظور در نظر گرفتن فرضیات واقع‌بینانه‌تر، ناحیه چسبندگی بین الیاف و بتن نیز لحاظ شده است. پس از صحت‌سنجی نتایج مدل المان محدود با نتایج تست‌های تجربی، تأثیر پارامترهای مانند کسر حجمی و چسبندگی الیاف فولادی بر استحکام مشخصه‌های مقاومت خمشی بتن‌های فوق توانمند تقویت شده با الیاف مورد مطالعه عددی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که تأثیر استفاده از الیاف بر میزان جذب انرژی توسط بتن فوق توانمند الیافی بسیار بیشتر از تأثیر آن بر سایر مشخصه‌های این نوع بتن‌ها می‌باشد و مخصوصاً استفاده از الیاف در حجم‌های پایین الیاف، تأثیری بسیار قابل ملاحظه بر قابلیت جذب انرژی دارد به طوری که به ازای 5/0 درصد کسر حجمی الیاف فولادی در حدود 17 برابر نسبت به نمونه بتن فوق توانمند بدون الیاف افزایش می‌یابد.
The main purpose of this study is to develop a finite element model to study the effect of steel-shaped fibers on the flexural strength of ultra-high performance fiber concrete. For this purpose, in order to numerically simulate, a multi-scale finite element model was developed in which concrete was modeled as a homogeneous and uniform material and steel fibers were randomly distributed inside it. In order to make more realistic assumptions, the area of adhesion between the fibers and the concrete is also considered. After validating the results of finite element model with the results of experimental tests, the effect of parameters such as volume fraction and adhesion of steel fibers on the strength characteristics of flexural strength of ultra-high performance concrete reinforced with fibers has been studied numerically. The results indicate that the effect of using fibers on the amount of energy absorption by fiber reinforced concrete is much greater than its effect on other characteristics of this type of concrete and especially the use of fibers in low fiber volumes has a very significant effect on energy absorption so that for 0.5% of the volume fraction of steel fibers, an increase of about 17 times compared to the sample of super-reinforced concrete without fibers can be resulted
_||_