بررسی عملکرد غشائی در ظرفیت باربری تیرهای بتن مسلح لاغر مقید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 عضو هیئت علمی، دانشکده مهندسی، گروه عمران، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

چکیده

در سازه‌های بتن مسلح، یکی از عوامل کارآمد جهت جلوگیری و کاهش خرابی پیش‌رونده و افزایش ظرفیت باربری را می‌توان مکانیزم عمل غشائی فشاری دانست. در پژوهش پیش رو، جهت پیش‌بینی ظرفیت غشائی فشاری از یک مدل عددی برای تحلیل تیرهای بتن مسلح استفاده می‌شود. این مدل مبتنی بر تحلیل‌های مقطعی در امتداد تیر و برقراری شرایط تعادل و سازگاری در هر مقطع و در کل تیر است. مدل عددی برای تحلیل تیرهای بتن مسلح، با استفاده از نرم‌افزار برنامه نویسی فرترن کدنویسی شده است. به منظور بررسی عمل غشائی در تیرهای بتن مسلح لاغر مقید، چندین نمونه تیر با نسبت‌های طول دهانه به ارتفاع مقطع متفاوت در مطالعات پارامتری مورد تحلیل قرار می‌گیرند. تحلیل‌ها برای بررسی تاثیر پارامترهای مقاومت فشاری بتن، نسبت مسلح‌کننده، سختی محوری و سختی دورانی تکیه‌گاهی بر عملکرد غشائی در تیر بتن مسلح با لاغری‌های متفاوت صورت می‌پذیرد. نتایج نشان می‌دهد با افزایش لاغری میزان تاثیر عمل غشائی در تیرهای بتن مسلح کاهش می‌یابد. همچنین مشاهده می‌شود تاثیر افزایش هر چهار پارامتر بر ظرفیت نهایی باربری در تیرهای کوتاه بیشتر است. در بررسی اثر سختی‌های تکیه‌گاهی بر پاسخ ظرفیت نهایی تیر نیز ملاحظه شد تنها در مقدار سختی‌های پایین است که عمل غشائی نسبت به افزایش سختی واکنش بیشتری دارد. برای پاسخ نیروی محوری فشاری، نسبت لاغری و سختی محوری اثرگذاری بیشتر و نسبت مسلح کننده کمترین اثرگذاری را دارا است. برای بیشینه تغییر‌مکان تیر، سختی دورانی و نسبت لاغری دارای اثرگذاری بیشتر و نسبت مسلح کننده کمترین اثرگذاری را بر این پاسخ دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An Investigation for the Capacity of Membrane Action of Slender Reinforced Concrete Beam Sub-Assemblages

نویسنده [English]

  • Mehdi Koohestani 1
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad. Mashhad. Iran
چکیده [English]

One of the favorable structural mechanism to mitigate the progressive collapse in reinforced concrete structures and increase the load-carrying capacity is the mechanism of compressive membrane action. In the present study, for predicting the compressive membrane capacity, an analytical model for analysis of reinforced concrete beams is used. This analytical model is formulated based on a sectional analysis approach to establish equilibrium and compatibility conditions at each section along the length of the beam. Programming of the analytical model for analysis of RC beams was carried out with FORTRAN software. In order to investigate the membrane action in slender RC beams, several beam specimens with different span-depth ratio are analyzed in parametric studies. Analyzes are carried out to investigate the effect of four parameters of concrete compressive strength, reinforcement ratio, axial stiffness and rotational stiffness of the support on the membrane action in RC beams. The results show that with increasing the span-depth ratio, the effect of membrane action on beams decreases. It is also observed that the effect of all four parameters on the load-carrying capacity is greater in short beams. In evaluating the effect of support stiffnesses on the membrane action response, it was also observed that membrane action capacity increases with restraint stiffness only in the regime of weak restraints. Axial stiffness and span-depth ratio have the highest effect on axial restraint response, and also it is observed that rotational stiffness of the support and span-depth ratio have the highest effect on the maximum midspan deflection response.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Membrane action
  • beam
  • Slender
  • Reinforced concrete
  • Analytical model