بررسی آزمایشگاهی و کاربرد کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند در مقاوم سازی اتصالات تیر به ستون پل های راه آهن با قاب های صلب

مسئله اصلی در پل­ های راه آهن با قاب­ های صلب سازه­ های بتنی، عدم شکل ­پذیری کافی به دلیل کمبود آرماتور برشی در ناحیه اتصال و همچنین ناکافی بودن طول مهاری میلگردهای تیر در این ناحیه می باشد. به ­طوری که بررسی ­های صورت گرفته روی این سازه ­ها بر پایه ضوابط آیین ­نامه­ های کنونی، عدم کارایی مناسب آنها را در برابر زلزله های شدید ثابت نموده است. هدف از این تحقیق، بررسی رفتار لرزه ای اتصالات تیر به ستون خارجی بتنی معیوب پل ها قبل و پس از بهسازی با پانل های کامپوزیت سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC) پیش ساخته می باشد. در بخش اول پژوهش، مشخصات رفتاری پانل های  HPFRCC با درصدهای مختلف الیاف پلی­پروپیلن و الیاف فولادی با انتهای قلاب شکل، توسط آزمایش های فشاری و خمشی چهارنقطه ­ای در آزمایشگاه تعیین گردیده است. در بخش دوم پژوهش، از نتایج بخش اول جهت مدل سازی رفتار پانل های HPFRCC در مقاومسازی اتصال تیر- ستون پل ها استفاده شده است. پس از صحت سنجی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود، به بررسی رفتار غیرخطی اتصالات تیر- ستون بتنی که بر اساس ضوابط طراحی سازه ای پل های راه آهن موجود طراحی شده است، پرداخته می شود. در این تحقیق، سه حالت اتصال تیر- ستون مدل سازی و بررسی گردید. نتایج بخش اول نشان می دهد که افزودن الیاف باعث افزایش محسوس مقاومت کششی نمونه ها می شود و همچنین مکانیزم های چقرمگی مانند پل­زدگی الیاف باعث استهلاک انرژی و کاهش گسیختگی ترد می گردد. سطح زیر منحنی نیرو- تغییرمکان بعد از اعمال بار برای نمونه های کامپوزیت الیافی با عملکرد بالا افزایش می یابد. همچنین، نتایج بخش دوم نشان می دهد که رفتار اتصالات تیر- ستون خارجی بهسازی شده با پانل های HPFRCC سبب ۹۳% افزایش شکل پذیری، ۴۵% افزایش مقاومت جانبی و ۱۰۲% افزایش تغییرمکان جانبی نسبت به اتصال مبنا، که تمام نواحی اتصال از بتن معمولی تشکیل شده، می گردد.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت های سیمانی الیافی ، اتصالات تیر به ستون ، مقاومس ازی لرزه ای ، پل راه آهن