بررسی عددی رفتار دال مسلح شده با الیاف فولادی به منظور بکارگیری در خطوط ریلی بدون بالاست

بکارگیری الیاف درسازه‏های بتن‏آرمه بجای آرماتور و یا در ترکیب با آن‏ها دارای مزایایی از جمله افزایش انعطاف‏پذیری­، جذب انرژی و کنترل ترک می‏باشد. مطالعات آزمایشگاهی در خصوص عملکرد دال‌ها با الیاف فولادی صورت گرفته لیکن مطالعه عددی مشخصی که مشخصات الیاف مستقیما در روند تحلیل وارد شود انجام نشده است. در تحقیق حاضر ترکیب الیاف فولادی با بتن به روش اجزای محدود شبیه‏سازی شده و با کار آزمایشگاهی دال­الیافی موجود مقایسه و معتبرسازی شده است. سپس با توسعه مدل، دال‌خط الیافی متکی بر بستر ارتجاعی تحت بار متحرک شبیه‌سازی شده است. نتایج نشان‌دهنده آنست که در محدوده بار سرویس وجود الیاف تأثیر چندانی بر نیرو‏های برشی و خمشی دال نداشته است. در ادامه با استفاده از آیین‌نامه‌‌FIB­  روند طراحی بتن‌‌های الیافی و امکان استفاده از الیاف در دال­خط‌‌ها بررسی شده است. نتایج نشان­دهنده آنست که استفاده از الیاف به تنهایی در دال‌خط مقاومت خمشی لازم برای تحمل بار‏های وارده را نداشته و عرض ترک نیز چندین­برابر مقدار مجاز آیین‌نامه‏ها بدست می‌آید. در نتیجه، از ترکیب الیاف و آرماتور برای کنترل ترک استفاده شده و گراف‌های طراحی ترکیب الیاف و آرماتور در دال‌خط بدست آمده است. نتایج نشان‌دهنده آنست که با افزودن الیاف، میزان آرماتور موردنیاز کمی کاهش و عرض ترک مقدار قابل‌ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. برای مثال در شرایط بار محوری 25 تن، سرعت بار  کیاومتر بر ساعت 120 و سختی  20000 با درصد‏های حجمی الیاف 25/0، 5/0 و 75/0، آرماتور مصرفی 5/3، 9/4 و 3/6 درصد کاهش و عرض ترک بترتیب 26،30 و 35 درصد کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

روسازی صلب راه آهن ، بتن الیافی ، الیاف فولادی ، روش اجزای محدود