یک مدل عنصر محدود محاسباتی ساده و سریع برای رفتار بار جابه جایی غیرخطی
چکیده
شبیه سازی عددی از سازه های بتنی تقویت شده به نمایش واضح بتن و میله های تقویت کننده نیاز دارد، که در آن هردو ماده به طور مجزا با وسیله ی قوانین تشکیل دهنده ی مناسب شامل متغیرهای آسیب برای بتن در فشرده سازی و کشش مدل سازی می شوند. حتی اگر این روش مدل سازی ساده و رضایت بخش باشد، تلاش های محاسباتی بزرگی را، به خصوص در مورد کاربرد های بزرگ مقیاس می طلبد. هدف از این مقاله، توسعه یک مدل جایگزین اختصاصی برای شبیه سازی سازه های بتنی تقویت شده با مقیاس های بزرگ است که در آن نیازی به نشان دادن دقیق تقویت کننده های فولادی نیستند. بر اساس بررسی متون، نویسندگان یک رابطه ی تنش-کرنش ساختگی برای بتن تقویت شده تحت کشش ایجاد کرده اند. این مدل بر اساس شکل منحنی چسبندگی لغزش بین فولاد و بتن پیشنهاد شده توسط کمیته اروپایی بتن (C.E.B.) برای برآورد عرض دهانه ی شکاف است. روابط پوشش دهنده ی مرحله شکسته تا نقطه بازده فولاد بر اساس خواص مواد بتن و فولاد، بر نسبت تقویت و همچنین عرض شکاف پیشنهاد می شوند. مدل توسعه یافته با موفقیت در نرم افزار تجاری ABAQUS اجرا شد. اثربخشی و کارایی محاسباتی از طریق برخی از نمونه های بارگیری کششی و خمشی تعیین شده است.
1. مقدمه
فرآیند طراحی سازه های تقویت شده(RC) به طور کلی تابع مقاومت نهایی فشاری بتن است ، در حالی که فرض می شود که بارگیری کششی توسط تقویت های فولادی انجام می شود. بنابراین، انتظار می رود که ترک خوردن بتن تحت بارگذار پیشتر در حالت سرویس رخ داده باشد و در بیشتر کاربردهای مهندسی سازه اجتناب ناپذیر است. از سوی دیگر، با توجه به سهم منطقه ی کششی بتن، در مرحله ترک خورده، به سختی سراسری تمام عناصر بتن تقویت شده، یک راه برای توصیف دقیق تر رفتار واقعی سازه های بتنی تقویت شده است و به همین منوال قدرت و توانایی روش های محاسباتی را افزایش می دهد.
Abstract
Numerical simulation of reinforced concrete structures requires the explicit representation of both the concrete and the reinforcement bars, where the two materials are modelled separately using appropriate constitutive laws including damage variables for concrete in compression and tension. Even if this way of modelling is convenient and satisfactory, it requires a huge computational effort especially in the case of large scale applications. The aim of this paper is to develop an alternative model dedicated for the simulation of large scale reinforced concrete structures with no need to represent explicitly the steel reinforcements. Based on the literature review, the authors developed a fictitious stress-strain relationship for reinforced concrete under tension. The model is based on the shape of the slip-adhesion curve between steel and concrete proposed by the European Committee for Concrete (C.E.B.) to estimate the crack opening widths. Relationships covering the cracked stage up to the yield point of the steel are proposed depending on the material properties of concrete and steel, on the reinforcement ratio, as well as on the crack widths. The developed model was successfully implemented in the ABAQUS commercial software. The effectiveness and computational efficiency are demonstrated through some examples under tensile and bending loadings.
1. Introduction
The design process of reinforced concrete (RC) structures is generally governed by the ultimate compressive crushing strength of concrete, while the tensile loading is assumed to be carried by steel reinforcements. Thus, cracking of concrete under tensile loading is expected to occur already in the service state and cannot be avoided in most structural engineering applications. On the other hand, taking into account the contribution of the tensile zone of the concrete, in the cracked stage, to the global stiffness of the entire reinforced concrete element is one way to describe more closely the real behavior of reinforced concrete structures and so to increase the robustness and capabilities of the computational methods.
چکیده
1. مقدمه
2. مدل سازی عنصر محدود
2.1.سختی RC در مرحله ترک خورده
2.2. رفتار ساختگی RC تحت کشش
2.2.1 رابطه Bond-slip (-gƮ)
2.2.2 مرحله الاستیک خطی (شاخه OA)
2.2.3 مرحله ترک خورده غیر الاستیک(شاخه AC)
2.2.4 مرحله ترک خورده الاستیک (شاخه CB)
3. کاربردهای عددی
3.1 شبیه سازی منشور RC تحت کشش
4. نتیجه گیری
Abstract
Keywords
Nomenclature
1. Introduction
2. Finite element modelling
3. Numerical applications
4. Conclusion
Acknowledgement
Appendix A. Supplementary data
Research Data
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه