ارزیابی رفتار کانال های بتنی مسلح شده با میلگردهای FRP

در پژوهش حاضر ابتدا یک سازه ی کانال انتقال آب طراحی و اجرا شده در نرم افزار ABAQUS شبیه سازی شد. سپس ترک های اولیه براساس مشاهدات نمونه ی اجرا شده ی کانال بتنی با استفاده از روش XFEM شبیه سازی شدند. اثر استفاده از میلگردهای GFRP با قطرهای ۹/۵ میلی متر، ۱۲/۷ میلی متر، ۱۵/۹ میلی متر و ۱۹/۱ میلی متر به جای میلگردهای فولادی نیز بررسی شدند. نتایج شبیه سازی نشان داد که تا قبل از آغاز خرابیها، ظرفیت باربری کانال بتنی بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافته و به مقدار ۷۴/۹۲ کیلونیوتن رسیده است. لذا با گسترش آسیب ها ظرفیت باربری سازه ی مذکور کاهش یافته است. مقدار نشست در دیوارهای کانال بسیار ناچیز بوده و تقریبابرابر با ۰/۰۰۴ سانتیمتر می باشد. با افزایش مدت زمان بارگذاری و افزایش فشار سیال در وجوه جانبی و کف کانال، مقدار جابه جایی قائم افزایش یافته و به مقدار ۴/۲۵ سانتیمتر در کف کانال به سمت پایین رسیده است. حالت گسیختگی نمونه ی شبیه سازی شده تشکیل یک ترک طولی در محل اتصال دیواره به کف کانال و گسترش ترکها در دیواره ی کانال بوده است. همچنین با افزایش قطر میلگردهای GFRP از ۹/۵ تا ۱۹/۱ میلی متر ظرفیت باربری از ۸۱/۳۷ کیلونیوتن در نمونه ی تسلیح شده با میلگردهای GFRP به قطر ۹/۵ میلی متر به ۱۰۲ کیلونیوتن ۲۵/۳۵) درصد) افزایش یافته است. لازم به ذکر است که ظرفیت باربری نمونه ی مذکور نسبت به نمونه ی تسلیح شده با میلگردهای فولادی به قطر ۱۲ میلی متر ۸/۶۱ درصد افزایش یافته است. با افزایش قطر میلگردهای GFRP مقدار نشست در کانال بتنی نیز افزایش یافته است. بطوریکه مقدار نشست در نمونه ی تسلیح شده با میلگردهای GFRP به قطر ۹/۵ میلی متر از ۴/۵۵ میلی متر به ۵/۹۱ در نمونه ی تسلیح شده با میلگردهای GFRP به قطر ۱۹/۱ میلی متر ۲۹/۸۹) درصد) افزایش یافته است.

کلیدواژه ها:

کانال بتنی ، روش XFEM ، میلگرد GFRP ، نشست ، ترک.