مدل جامع انتقال تنش از سطوح ترک خورده بتن مسلح تحت تغییر مکانهای چند جهته چرخه ای

پیچیدگی ماهیت مکانیزم انتقال برش در سطوح ترک خورده موجب شده تا ارزیابی و تحلیل عملکرد سازه های بتن مسلح بدون استفاده از مدلهای رفتاری مناسب از دقت قابل قبولی برخوردار نباشد. سطوح تماسی و ترک خورده به عنوان نقاط حساس و تاثیرگذار در رفتار کلی سازه های بتن مسلح شناخته شده اند. در حقیقت پاسخ سازه، مودهای گسیختگی و حتی ظرفیت نهایی المانهای بتن مسلح می تواند متاثر از مکانیزم انتقال تنش در سطوح ترک خورده و تماسی باشد. از طرفی شناخت و بیان انواع مکانیزمهای انتقال تنش در تحلیلهای مبتنی بر روش اجزاء محدود بسیار حائز اهمیت است. بنابراین شناخت انواع مکانیزمهای گسیختگی و خرابی و همچنین انواع ساز و کارهای انتقال تنش در سطوح ترک خورده و تماسی و نیز سطوح تاثیرگذار یکی از موارد اساسی در بررسی و ارزیابی پاسخ و تعیین میزان شکل پذیری انواع سازه های بتن مسلح می باشد. در ابتدا، ماهیت انتقال برش از طریق آرماتور عبوری (عمل شاخه ای) بصورت آزمایشگاهی تحت بارگذاریهای چرخه-ای و تکراری و همچنین بارگذاری دوجهته مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به داده های حاصله از مطالعه آزمایشگاهی در این تحقیق و همچنین دسته بندی داده های آزمایشگاهی دیگر محققین، مکانیزم انتقال برش به واسطه آرماتورهای عبوری مدنظر قرار گرفته است. تئوری تیر بر بستر ارتجاعی به عنوان ابزار پیشنهادی در این مورد معرفی شده و سپس با ارائه رابطه ای مناسب برای تغییرات سختی فنرهای بستر در حین بارگذاری، اندرکنش غیرخطی آرماتور و بستر بتنی آن درنظر گرفته شده و به وضعیت تیر بر بستر غیر ارتجاعی توسعه یافته است. با دسته بندی و مطالعه آماری داده های آزمایشگاهی موجود، رابطه مذکور برای بارگذاری چرخه ای و تکراری تعمیم یافته است. با در اختیار داشتن مشاهدات آزمایشگاهی بارگذاری دوجهته، اندرکنش راستاهای مختلف بارگذاری بر ظرفیت شاخه ای در معادلات مربوطه لحاظ گردیده است. در ادامه مدل و رویکرد پیشنهادی، برای مطالعه مکانیزم باربری روسازیهای بتن مسلح تعمیم و توسعه داده شده است. همچنین با توجه به تئوری تیر بر بستر ارتجاعی، با ارائه یک ریز مدل مکانیزم شاخه ای مد نظر قرار گرفته و از این طریق تغییرات سختی بستر و همچنین اندرکنش غیرخطی بتن بستر و آرماتور به نحو مناسبی شبیه سازی شده است. مکانیزم انتقال تنش از طریق بتن ترک خورده با توسعه مدل چگالی تماسی مد نظر قرار گرفته است. تابع چگالی تماسی اولیه با لحاظ نمودن تاثیر مسیر بارگذاری، مقاومت فشاری بتن، اندازه سنگدانه و زبری سطح ترک اصلاح شده است. با توجه به اعتبارسنجیهای گسترده بصورت جداگانه برای هر مکانیزم و نیز بصورت ترکیبی، دقت مناسب و همچنین کارایی قابل قبول فرضیات و مدلهای پیشنهادی نشان داده شده است. از سوی دیگر مقایسه با نتایج موجود آزمایشگاهی کارایی و دامنه کاربرد گسترده مدلهای پیشنهادی را نشان می-دهند.