مطالعه عددي و آزمايشگاهي گسيختگي بتن تقويت شده با ورق CFRP تحت بارگذاري كششي و برشي

در اين مقاله مقاومت چسبندگي و نحوه گسيختگي بتن تقويت شده با ورق CFRP تحت تنش‌هاي كششي و برشي با استفاده از روش‌‌ المان محدود غيرخطي و روش آزمايشگاهي بررسي مي‌گردد. با توجه به اينكه در بررسي رفتار مكانيكي بتن تقويت شده با ورق CFRP فرض همگن بودن بتن منجر به نتايج غيرواقعي مي‌شود، لذا در مقاله حاضر از مدل ميان‌مقياس براي مدل‌سازي بتن استفاده شده است. در مدل ميان‌مقياس بتن به عنوان يك ماده غيرهمگن سه فازه مشتمل بر سه فاز سنگدانه، ملات و ناحيه انتقال (ITZ) در نظر گرفته مي‌شود. در مدل عددي براي شبيه‌سازي چسب در ناحيه اتصال ورق CFRP به بتن از مدل ناحيه چسبنده (CZM) موجود در نرم‌افزار آباكوس استفاده شده و نتايج بدست آمده از روش المان محدود با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده است. آزمايش‌هاي انجام شده شامل آزمايش كشش از سطح و پيچش مي‌باشد. نتايج ارائه شده نشان مي‌دهد مقاومت چسبندگي كششي و برشي در مدل المان محدود به ترتيب 18% و 13% بيشتر از نتايج مربوط به آزمايش كشش از سطح و پيچش بدست آمده است. همچنين مقاومت چسبندگي كششي حاصل از مدل عددي و آزمايشگاهي به ترتيب 34% و 33% كمتر از مقاومت چسبندگي برشي بدست آمده است. مطابق نتايج بدست آمده، جداشدگي در نمونه بتني تقويت شده با ورق CFRP از بتن بستر بوده است. نتايج حاكي از آن است كه ريزترك‌‌ها و به دنبال آن گسيختگي در فاز‌هاي ملات و ITZ بتن به دليل تخلخل بالا و مقاومت كمتر نسبت به فاز سنگدانه، به راحتي گسترش مي‌يابد.