تحلیل تئوری و اجزای محدود ستونهای HPFRCC در پلهای راه و راهآهن تحت بار خارج از مرکز
نویسندگان
1 استاد ممتاز، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
2 استادیار، گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان
3 دانشجوی دکتری سازه، گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان
doi
10.22075/jtie.2020.20423.1454چکیده
پلهای بتن آرمه از مهمترین عناصر سازهای در سیستم حمل و نقل جادهای و ریلی میباشند. استفاده از مصالح جایگزین بر پایه سیمان که رفتار مطلوبتری در کشش نسبت به بتن داشته باشند، همواره مورد توجه است. مصالح کامپوزیتهای سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC)، به علت رفتار سختشوندگی کرنشی پس از ایجاد اولین ترک در کشش و ایجاد پلهای بین ترکها به علت وجود الیاف در این مواد، رفتار مقاومتر و شکلپذیرتری نسبت به بتن معمولی در کشش از خود نشان میدهند. در این مطالعه، رفتار ستونهای بتنی و HPFRCC در پلها که تحت بار محوری خارج از مرکز ناشی از بار مرده عرشه پل میباشند، با استفاده از روش اجزای محدود، به کمک نرمافزار ABAQUS و روش تئوری، پس از صحتسنجی با نتایج آزمایشگاهی، با یکدیگر مقایسه و بررسی شده است. همچنین، اثر پارامترهای بیشینه مقاومت فشاری، کرنش نهایی کششی کامپوزیتهای سیمانی و مقدار آرماتورهای طولی بر تغییرات منحنی اندرکنش بار محوری– لنگر خمشی در ستونها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که توان باربری ستونهای بتن مسلح و HPFRCC مسلح در ناحیه کنترل فشار منحنی اندرکنش بار محوری- لنگر خمشی به یکدیگر تقریباً نزدیک است. ولی مقدار خروج از مرکزیت متعادل و توان باربری ستون HPFRCC مسلح در ناحیه کنترل کشش منحنی، به علت تغییر رفتار کامپوزیتهای سیمانی در کشش نسبت به بتن بیشتر از ستون بتن مسلح است. مقدار این افزایش توان باربری متغیر و وابسته به مقدار خروج از مرکزیت بار محوری بوده و بین 2/5 تا 7/42 درصد میباشد. همچنین، مقدار افزایش خروج از مرکزیت متعادل 20% است.