Application of Bond-Slip in the Finite Element Analyses of Reinforced Concrete Shear Walls

Abstract

Transfer of tensile forces from reinforcing steel into the surrounding concrete affects the behavior of reinforced concrete members. This transfer relies on the bond action between the steel and the concrete. Under monotonic loading the part of bond strength due to chemical adhesion is easily exhausted and bearing against the lugs is the primary load-transfer mechanism at loads near the ultimate. These stresses cause internal cracking of concrete at the steel-concrete interface. This paper deals with the finite element modeling of the bond-slip and its application due to internal cracking of the first layer of concrete surrounding the bar and the bending and/ or cracking of the small concrete teeth near the bar lugs. A previously proposed constitutive steel stress-bond slip relation by Mirza and Houde (1979) was used in finite element analysis of reinforced concrete shear wall specimens and the results were presented.

Keywords

• Bond-Slip, Reinforced concrete shear wall, finite element method, ANSYS.

Betonarme Perde Duvarların Sonlu Eleman Analizinde Aderans Kaymasının Uygulanması

Öz

Donatı ve onu çevreleyen beton arasında gerçekleşen yük geçişleri betonarme elemanların davranışını önemli ölçüde etkiler. Bu gerilme geçişleri beton ve çelik arasındaki kenetlenmeye (aderansa) bağlıdır. Düzgün artan yükler altında aderansın kimyasal yapışma sonucu oluşan kısmı kolayca devre dışı kalır ve yük aktarımı nervür dişleri etrafında oluşan karmaşık bir gerilme durumunun bileşkesi olarak ortaya çıkan kayma gerilmeleri tarafından sağlanır. Nervür etrafında oluşan bu gerilme yoğunlaşması nervür dişleri etrafındaki betonda içsel çatlamaların meydana gelmesine neden olur. Bu çalışma, donatıyı saran betonda içsel çatlamalar sonucu beton-çelik ara yüzeyinde oluşan aderans kaymasının sonlu elemanlarla modellenmesini içermektedir. Donatı çeliği gerilmesi-bağ kayması arasındaki ilişki için Mirza ve Houde (1979) tarafından önerilen bir bağıntı sonlu eleman uygulamalarında kullanılmıştır ve sonuçlar özetlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Anderans kayması, betonarme perde, sonlu eleman yöntemi, ANSYS.