حساسیت سنجی عمق مدفون مهار بر ظرفیت گسیختگی مخروطی مهار در بتن در کشش

نویسندگان

  • سجاد بیژنوند استادیار گروه مهندسی عمران دانشکده مهندسی، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران. نویسنده
  • شاهین بیدمشکی استادیار گروه مهندسی عمران دانشکده مهندسی، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران. نویسنده
  • علی اکبر جهانی تبار دانش آموخته دکتری، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران. نویسنده

کلمات کلیدی:

Concrete anchorage, tensile load, failure wedge, tensile failure, finite element method

چکیده

مهارهای مدفون در بتن از اجزای مهم در انتقال بارهای کششی از روسازه یا تجهیزات فولادی به فونداسیون بتنی هستند و رفتار آن‌ها به عوامل مختلفیی از جمله عمق مؤثر مدفون و مشخصات مکانیکی بتن و فولاد وابسته است. در این پژوهش، رفتار غیرخطی مهارهای مدفون تحت بار کششی با استفاده از روش سه‌بعدی اجزای محدود بررسی شده است. هدف این مطالعه، ارزیابی تأثیر عمق مؤثر مدفون بر ظرفیت گسیختگی مخروطی مهار در بتن در کشش و بررسی توزیع تنش، توسعه خرابی و شکل‌گیری گوه گسیختگی بتن است. در این مطالعه ظرفیت گسیختگی مخروطی به دست آمده از شبیه سازی نرم افزاری با ظرفیت محاسبه شده از روابط آیین نامه ای مقایسه شده است. برای این منظور، علاوه بر ظرفیت گسیختگی گششی، کانتورهای خرابی کششی و فشاری و تنش معادل فون‌میسز در مدل‌هایی با عمق مدفون‌های مختلف مهار بررسی شدند. نتایج نشان داد که خرابی کششی ابتدا در مجاورت سرمهار آغاز شده و با افزایش بارگذاری به سمت سطح آزاد بتن گسترش می‌یابد. در نمونه‌های دارای گوه گسیختگی مشخص، بیشترین تمرکز تنش در ابتدای سرمهار مشاهده شد. همچنین، با افزایش عمق مؤثر ظرفیت گسیختگی مخروطی مهار به دست آمده از شبیه سازی نسبت به ظرفیت به دست آمده از آیین نامه افزایش یافت.

مراجع

مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران (1399). طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه. وزارت راه و شهرسازی، معاونت مسکن و ساختمان، دفتر مقررات ملی و کنترل ساختمان.

Karmokar, T., Mohyeddin, A., Lee, J., & Paraskeva, T. (2021). Concrete cone failure of single cast-in anchors under tensile loading – A literature review. Engineering Structures, 243, 112615. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112615

Kang, T. H., Ha, S. S., & Choi, D. U. (2010). Bar pullout tests and seismic tests of small-headed bars in beam-column joints. ACI Structural Journal, 107(1), 32-42.

Chun, S. C., Lee, S. H., Kang, T. H. K., & Oh, B. (2007). Mechanical anchorage in exterior beam-column joints subjected to cyclic loading. ACI Structural Journal, 104(1), 102-112.

Ožbolt, J., Eligehausen, R., & Reinhardt, H. W. (1999). Size effect on the concrete cone pullout load. Fracture Scaling, 95, 391–404.

Ožbolt, J., Eligehausen, R., Periškić, G., & Mayer, U. (2007). 3D FE analysis of anchor bolts with large embedment depths. Engineering Fracture Mechanics, 74(1–2), 168–178. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2006.01.019

Shafei, E., & Tariverdilo, S. (2021). Seismic pullout behavior of cast-in-place anchor bolts embedded in plain concrete: Damage plasticity based analysis. Structures, 34, 479–486. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.07.085

Nilforoush, R., Nilsson, M., & Elfgren, L. (2018). Experimental evaluation of influence of member thickness, anchor-head size, and orthogonal surface reinforcement on the tensile capacity of headed anchors in uncracked concrete. Journal of Structural Engineering, 144(4), 04018012. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001976

Karmokar, T., & Moyheddin, A. (2023). Influence of surface cracking, anchor head profile, and anchor head size on cast-in headed anchors in geopolymer concrete. Frontiers of Structural and Civil Engineering, 17, 1163–1187. https://doi.org/10.1007/s11709-023-0987-5

Trautwein, L. M., Marinho, A. M., & Gomes, R. B. (2018). Anchor bolts – influence of supplementary reinforcement. KSCE Journal of Civil Engineering, 22(2), 679–687.

Russell, H. G., Volz, J., & Bruce, R. N. (1995). Applications and limitations of high strength concrete in prestressed bridge girders. In Proceedings, Fourth International Bridge Engineering Conference, Washington DC.

Grassl, P., Xenos, D., Nyström, U., Rempling, R., & Gylltoft, K. (2013). CDPM2: A damage-plasticity approach to modelling the failure of concrete. International Journal of Solids and Structures, 50(24), 3805–3816.

Lee, J., & Fenves, G. L. (1998). A plastic-damage concrete model for earthquake analysis of dams. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 27(9), 937–956.

Cicekli, U., Voyiadjis, G. Z., & Abu Al-Rub, R. K. (2007). A plasticity and anisotropic damage model for plain concrete. International Journal of Plasticity, 23(10–11), 1874–1900.

Santos, J. P. B., Oliveira, M. H., Lima, N. W. B., Pereira Filho, M. J. M., & Ferreira, M. P. (2024). A parametric finite element study of concrete cone failure in headed bars under tensile loading. Latin American Journal of Solids and Structures, 21(2). https://doi.org/10.1590/1679-78257940

Santana, P. F. M., Silva, P. C. S., Ferreira, M. P., Bezerra, L. M., & Oliveira, M. H. (2022). Experimental and numerical study of headed bars embedded in RC members under tension. Structural Engineering and Mechanics, 84(4), 531–546. https://doi.org/10.12989/sem.2022.84.4.531

Grassl, P., Xenos, D., Nyström, U., Rempling, R., Gylltoft, K., 2013. CDPM2: A damage-plasticity approach to modelling the failure of concrete. Int J Solids Struct. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2013.07.008

Brünig, M., Michalski, A., 2017. A stress-state-dependent continuum damage model for concrete based on irreversible thermodynamics. Int J Plast 90, 31–43. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2016.12.002

Lee, J., Fenves, G.L., 1998. A plastic-damage concrete model for earthquake analysis of dams. Earthq Eng Struct Dyn 27, 937–956. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9845(199809)27:9<937::AID-EQE764>3.0.CO;2-5.

دانلود

چاپ شده

2026-10-27

شماره

نوع مقاله

مقاله پژوهشی

ارجاع به مقاله

حساسیت سنجی عمق مدفون مهار بر ظرفیت گسیختگی مخروطی مهار در بتن در کشش. (2026). مجله علمی مطالعات پژوهشی در مهندسی عمران آینده, 4(1), 46-53. https://journalhi.com/civ/article/view/429

مقالات بیشتر خوانده شده از همین نویسنده

1 2 3 > >> 

مقالات مشابه

1-10 of 23

همچنین می توانید برای این مقاله یک جستجوی شباهت پیشرفته را شروع کنید را انجام دهید.