Three models were developed to simulate the transfer of prestress force from steel to concrete in pre-tensioned concrete elements. The first is an analytical model based on the thick-walled cylinder theory and considers linear material properties for both steel and concrete. The second is an axi-symmetric finite element (FE) model with linear material properties; it is used to verify the analytical model. The third model is a three dimensional nonlinear FE model. This model considers the post-cracking behaviour of concrete as well as concrete shrinkage and the time of prestress releasing. A new expression from the analytical model is developed to estimate the transmission length as well as the stress distribution along the tendon. The paper also presents a parametric study to illustrate the impact of diameter of prestressing steel, concrete cover, concrete strength, initial prestress, section size, surface roughness of prestressing steel, time of prestress release, and the member length on the transfer of stress in pre-tensioned concrete elements

چکیده

سه مدل برای شبیه‌ سازی انتقال نیروی پیش تنیده از فولاد به بتن در عناصر بتونی پیش کشیده توسعه یافتند. اولی، یک مدل تحلیلی بر اساس نظریه سیلندر با دیواره ضخیم است و ویژگی های مادی خطی برای هر دوی فولاد و بتون را در نظر می گیرد. دومی یک مدل عنصر متناهی (FE) محور-متقارن با ویژگی های مادی خطی است؛ آن برای بررسی مدل تحلیلی مورد استفاده قرار می گیرد. مدل سوم، یک مدل FE غیرخطی سه بعدی است. این مدل، رفتار پس از ترک خوردگی بتون و همچنین انقباض بتون و زمان انتشار پیش تنیدگی را در نظر می گیرد. یک بیان جدید از مدل تحلیلی، برای تخمین طول انتقال و همچنین توزیع تنش (فشار) در طول تاندون (عصب، زردپی) توسعه می یابد. مقاله همچنین یک مطالعه پارامتری را برای توضیح تاثیر قطر فولاد پیش تنیده، پوشش بتون، قدرت بتون، پیش تنیدگی اولیه، اندازه بخش، ناهمواری سطح فولاد پیش تنیده، زمان انتشار پیش تنیدگی، و طول عضو در انتقال تنش (فشار) در عناصر بتونی پیش کشیده ارائه می دهد.

1-مقدمه

نیروی پیش تنیده در عناصر بتونی پیش تنیده، از فولاد به بتون نسبت به یک طول مشخص، که به عنوان طول مخابره (انتقال) شناخته می شود، منتقل می شود. فرمول های طول انتقال در کد طراحی جاری اساسا به طور تجربی برای انواع نرمال بتون توسعه می یابند. به دلیل نوآوری سریع در صنعت ساخت و ساز و معرفی انواع جدید مواد بتونی (یعنی، قدرت بالا، خود-فشردگی و غیره)، نیاز به تست های تجربی برای تخمین طول انتقال (مخابره) است [1]. شرح های مدل ها برای نوع جدیدی از ماده بتونی را بر اساس ویژگی های مکانیکی موادی که می توانند با استفاده از تست های ساده سنجیده شوند، مطلوب خواهند بود...