The use of Engineered Cementitious Composites (ECC) for structural design requires a number of assumptions of the material, some of which can be drastically different from those suitable for normal concrete and tension-softening fiber reinforced concrete. This contribution focuses on design assumptions of the constitutive models of ECC in tension and compression. Specifically, while the tensile strength of the concrete is typically neglected in axial and flexural calculations of reinforced concrete, the tensile load carrying capability of ECC during inelastic straining is explicitly accounted for. Assumptions regarding the shape of the tensile stress-strain relation, usable tensile and compressive strains, and bond between steel reinforcement and ECC will be addressed. In addition, assumptions concerning crack width with respect to serviceablilty limit states will also be discussed. Application of these design assumptions in reinforced flexural ECC elements will be used to illustrate the differences between R/C and R/ECC design. For this purpose, an ECC link-slab designed for combined axial tension and flexure will serve as a case study

چکیده

استفاده از کامپوزیت سیمانی مهندسی شده (ECC) برای طراحی سازه نیازمند چند فرضیه در مورد مواد است که برخی از آنها ممکن است تفاوت چشمگیری با مواد مناسب برای بتن عادی و بتن تقویت شده با الیاف با نرم شدگی کششی داشته باشند. این مقاله بر فرضیات طراحی مدل های ساختاری ECC در کشش و فشار تمرکز دارد. به طور خاص، با اینکه از مقاومت‌ کششی بتن در محاسبات محوری و خمشی بتن مسلح عموماً صرف نظر می شود، قابلیت باربری کششی ECC در طی کرنش غیر الاستیک به طور آشکار در نظر گرفته می شود. فرضیات در خصوص شکل رابطه کششی تنش-کرنش، کرنش کششی و فشاری قابل استفاده، و پیوند بین آرماتور فولادی و ECC مورد توجه قرار خواهند گرفت. علاوه بر این، فرضیات در ارتباط با عرض ترک نسبت به حالات حدی سرویس پذیری نیز مورد بحث قرار می گیرند. کاربرد این فرضیات طراحی در المان های خمشی تقویت شده ECC جهت نشان دادن اختلاف بین طراحی R/C و R/ECC استفاده خواهد شد. برای این منظور، دال رابط ECC طراحی شده برای کشش و خمش محوری ترکیبی به عنوان مطالعه موردی یاری رسان خواهد بود.

1-مقدمه

با ظهور مواد جدید، نیازی دائمی به یافتن روش های خلاقانه جهت بکارگیری این مواد در کاربردهای جدید برای طراحان وجود دارد. به عنوان نمونه، افزایش استفاده از پلاستیک، فرصت های بی نظیری را برای طراحان در طراحی هواپیما، خودرو و کالاهای مصرفی فراهم نموده است. رشته مهندسی عمران اخیراً در یک برهه حساس با اهمیت برابر همزمان با توسعه مواد جدید با نام کامپوزیت سیمانی تقویت شده با الیاف دارای کارآیی بالا (HPFRCC) قرار گرفته است...