ارزیابی اجزای محدود پایه های پل بتن مسلح معمولی و تقویت شده با FRP تحت سناریوهای مختلف انفجار نزدیک

نویسندگان

1 استادیار،دانشکده مهندسی، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قاین، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قائن، ایران

doi
10.22065/jsce.2024.432016.3305
چکیده

امروزه برای اطمینان از سرویس‌رسانی پل در سطوح مختلف آسیب انفجار و بهبود عملکرد آنها از ورق‌های FRP استفاده می‌شود. در این تحقیق، عملکرد ستون پایه پل بتن‌مسلح معمولی و تقویت‌شده با پوشش FRP تحت سناریوهای مختلف انفجار سطحی از نوع نزدیک با نرم‌افزار آباکوس مورد بررسی قرار گرفته‌است. در این تحقیق ابتدا اثر شکل مقطع بر عملکرد پایه پل با در نظر گرفتن 4 مقطع مختلف (مستطیلی، مربعی، جعبه‌ای و دایره‌ای) با سطح مقطع و فولادگذاری یکسان بررسی شد. در تمامی مدل‌ها، ابتدا یک افزایش شدید در برش پایه سیستم در لحظه وقوع انفجار رخ داده و سپس نیروها به‌صورت نوسانی کاهش یافت؛ ولی پاسخ بیشینه مقطع مستطیلی در زمان کمتری پس از وقوع انفجار اتفاق افتاد. بررسی شاخص‌های عملکردی مختلف نظیر بیشینه مقدار تنش، تغییر مکان، برش پایه، جذب انرژی و میزان خرابی تحت سناریوهای مختلف انفجار نشان داد که مقطع مستطیلی و دایره‌ای به‌ترتیب بهترین عملکرد و بیشترین آسیب را داشته‌اند. پس از ارزیابی و انتخاب مقطع مستطیل به عنوان مرجع، اثر وزن ماده منفجره و فاصله منبع انفجار مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش ‌TNT از 100 به 200 و 300 کیلوگرم، تغییرمکان بیشینه (به‌ترتیب %220 و %419)، جذب انرژی کرنش پلاستیک (%140 و %302) و همچنین شدت خرابی افزایش ولی ظرفیت برشی کاهش یافت. با این وجود، فاصله منبع انفجار اثر بیشتری بر عملکرد پایه پل داشته است. با افزایش فاصله انفجار از 1 به 3 و 5 متر، بیشینه تغییر مکان (%96 و %98)، ظرفیت برشی (53% و 61%) و جذب انرژی کرنش خمیری (%92 و 95%) کاهش یافت. اما با افزایش ‌TNT حتی در فاصله ایمن، شدت آسیب افزایش یافت. در انتها، مقاوم‌سازی ستون با تنها یک لایه پوشش FRP، ظرفیت باربری سیستم را تا اندازه 5/28 درصد افزایش داد و تغییر مکان بیشینه 30 درصد کاهش یافت.