تأثیر انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی در فرآیندگسترش ترک در تیرهای بتنی
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
مهدی شهابی علمدار
1
,
احمد ملکی
2
1 - دانشجوی کارشناسی‌ارشد سازه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مراغه، مراغه، ایران
2 - عضو هیأت‌علمی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مراغه، مراغه، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
بسیاری از سازه‌های حجیم و مهم مانند نیروگاه‌ها، پل‌ها، سدها و همچنین ساختمان‌ها از بتن به عنوان مصالح اصلی استفاده می‌نمایند. گسترش ترک یکی از دلایل اصلی و مهم شکست سازه‌های بتنی محسوب می‌شود. فرآیند شکل‌گیری و رشد ترک در بتن، یکی از موضوعات مهم و پیچیده است، زیرا بتن یک ماده ناهمگن بوده و عوامل متفاوتی مانند فرآیند ساخت و شیوه عمل‌آوری بتن، طول ترک اولیه، نرخ انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی، عرض ترک، شرایط بارگذاری، شرایط جوی و... در ایجاد ترک‌خوردگی و رشد ترک تاثیر دارد. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامتر انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی ( ) در فرآیند گسترش ترک اولیه در تیرهای بتنی غیرمسلح پرداخته می‌شود. برای مدل‌سازی گسترش ترک اولیه از نرم‌افزار المان محدود آباکوس و روش المان محدود بسط‌یافته (ٍExtended Finite Element Method) استفاده می‌شود. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که با افزایش نرخ انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی در تیرهای بتنی با ابعاد یکسان، مقدار بار ماکزیمم شکست افزایش یافته و تغییر مکان دهانه بازشونده ترک (Crack Mouth Opening Displacement) افزایش می‌یابد.
Concrete is one of the most widely used materials in construction industry. Many large and important structures such as power plants, bridges, dams and buildings employ concrete as main material. Propagation of crack is considered one of the main reasons in failure of concrete structures. The process of formation and crack growth is one of the major and complex issues in concrete, because concrete is a heterogeneous material and different factors such as the construction and curing methods, initial crack length, rate of critical strain energy release, crack width, loading condition, weather conditions and etc. are effective in formation and crack growth. This paper aims to discuss the effect of critical strain energy release ( ) in propagation of initial crack in concrete beams. Finite element software ABAQUS and extended finite element method is used for modeling propagation of initial crack. The results of this study show that increase of critical strain energy release rate in concrete beams with same dimensions causes the increase of maximum failure load and crack mouth opening displacement.
_||_