ممان اینرسی مؤثر تیرهای مسلح شده با میلگردهای FRP

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

تیرهای مسلح‌شده با میلگردهای پلیمری الیافیGFRP به‌دلیل مدول الاستیسیته کم این میلگردها، دارای خیز و عرض ترک‎های بیش‌تری در مقایسه با تیرهای بتن مسلح فولادی می‎باشند. تحقیقات زیادی نشان می‎دهند که آیین‎نامه‌ی ACI 318نمی‎تواند خیز تیرهای مسلح‌شده با میلگردهای FRP را بر اساس ممان اینرسی مؤثر، به‌درستی تخمین بزند. هدف از این مقاله ارائه‌ی روابطی جدید برای ممان اینرسی مؤثر این تیرها بر مبنای داده‎های آزمایشگاهی و الگوریتم ژنتیک می‎باشد. این روابط به‌گونه‎ای تخمین زده می‎شوند که تفاوت بین نتایج به‌دست آمده از مدل‎های پیشنهادی و داده‎های آزمایشگاهی توسط الگوریتم ژنتیک کمینه شود. برای این منظور از 55 نمونه‌ی آزمایش‌شده در پژوهش‎های دیگران استفاده شده است. هم‌چنین 9 نمونه‌‌ی آزمایشگاهی تیرهای مسلح‎شده با میلگردهایGFRP ساخته‌شده است. در نمونه‌های ساخته شده، مقاومت بتن و نسبت آرماتور به‌عنوان متغیر در‌نظر گرفته شده‎اند. در این تحقیق، اثر پارامترهای مدول الاستیسیته میلگردهای FRP، نسبت آرماتور و سطح بارگذاری در روابط ممان اینرسی مؤثر وارد می‎شوند. سپس، خیز حاصل از مدل‎های پیشنهادی با خیز تجربی و مقادیر به‌دست‌آمده از روابط آیین‎نامه‎ای و مدل‎های سایر پژوهش‎ گران مقایسه می‎گردد. نتایج نشان می‎دهند که خیز به‌دست‌آمده از مدل‎های پیشنهادی به نتایج آزمایشگاهی نزدیک‎ می‎باشد. هم‌چنین‌ در نمونه‎های با نسبت آرماتور بالا و در سطوح بالای بارگذاری، مدل‎های پیشنهادی نتایج دقیق‎تری را نسبت به سایر روش‎های موجود نشان می‎دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effective Moment of Inertia of FRP Reinforced Concrete Beams

نویسندگان [English]

  • S.R Mousavi
  • mohammad reza Esfahani
  • m Rakhshanimehr
چکیده [English]

Concrete beams reinforced with glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars exhibit large deflections and crack widths as compared with steel reinforced concrete beams due to the low modulus of elasticity of GFRP bars. Different studies show that ACI 318 equation for the effective moment of inertia Ie does not predict deflection well for FRP reinforced concrete beams. The purpose of this paper is to propose new equations for estimating the effective moment of inertia of FRP reinforced concrete beams based on genetic algorithm and experimental results. Genetic algorithm is used for optimization of error function between experimental and analytical responses. In the experimental part of the study, nine beam specimens were manufactured and tested. The parameters of reinforcement ratio and concrete compressive strength were selected as the variables for the beam specimens. Also fifty five beam specimens tested by other researchers were used for experimental database. In this paper, the effect of elastic modulus of FRP bars, reinforcement ratio and the applied level of loading on the effective moment of inertia is taken into account. In addition, the proposed equations are compared with different code provisions and the existing models for predicting deflection of FRP reinforced concrete beams. Also, the calculated values by the proposed equations are compared with different test results. The experimental results correlated well with the values predicted by the proposed equations especially in high reinforcement ratios and high levels of loading.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Genetic algorithm
  • Reinforced Concrete Beams
  • Deflection
  • Tension Stiffening
  • Effective Moment of Inertia
  • FRP bars
CAPTCHA Image