مدلسازی اجزا محدود و مقایسه آزمایشگاهی تیرهای بتن مسلح دارای آلیاژهای حافظه دار شکلی تحت بار سیکلی

آلیاژهای حافظه دار شکلی، نوعی از مصالح هوشمند فلزی می باشند که عملکرد مکانیکی و حرارتی منحصر به فرد آنها، همچون قابلیت بازگشت به شکل اولیه (رفتار حافظه داری شکلی) و توانایی بازیابی کرنش های بزرگ (رفتار فوق ارتجاعی)، سبب شده است تا اخیرا کاربردهای وسیعی در صنایع گوناگون از جمله در مهندسی عمران، پیدا کنند. عملکرد فوق ارتجاعی این آلیاژها سبب می شود که آنها با قرار گرفتن تحت سیکل های بارگذاری و باربرداری و حتی پس از عبور از حد تسلیم، کرنش پسماند ناچیزی از خود برجای بگذارند. این ویژگی در واقع سبب ایجاد نیروهای بازسازی کننده ای در سازه می شود، به طوریکه در اعضای بتن مسلح، امکان بسته شدن ترکهای به وقوع پیوسته در بتن نواحی کششی نیز فراهم می گردد، چنین ویژگی برای اعضای نواحی زلزله خیز بسیار با اهمیت است. در این مقاله به مدل سازی اجزا محدود و صحت سنجی رفتار تیرهای بتن مسلح دارای آلیاژهای حافظه دار شکلی، پرداخته شده است. به این منظور ابتدا مدل المان محدود سه تیر بتن مسلح با اضافه کردن سیم های نایتینول در ناحیه کششی تیر، در نرم افزار انسیس ساخته شد، سپس تیرها تحت اثر بارگذاری سیکلی قرارگرفته و نمودار هیسترزیس آنها با تیرهای مشابه آزمایشگاهی موجود مورد مقایسه قرار گرفته است. بررسی نتایج حاصل از آنالیز عددی نشان می دهد که، افزودن سیم های نایتینول در ناحیه کششی تیر، سبب افزایش ظرفیت باربری و شکل پذیری و کاهش قابل ملاحظه تغییرمکان پسماند عضو می گردد.