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

امروزه برای اطمینان از سرویس رسانی پل در سطوح مختلف آسیب انفجار و بهبود عملکرد آنها از ورق های FRP استفاده می شود. در این تحقیق، عملکرد ستون پایه پل بتن مسلح معمولی و تقویت شده با پوشش FRP تحت سناریوهای مختلف انفجار سطحی از نوع نزدیک با نرم افزار آباکوس مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق ابتدا اثر شکل مقطع بر عملکرد پایه پل با در نظر گرفتن ۴ مقطع مختلف (مستطیلی، مربعی، جعبه ای و دایره ای) با سطح مقطع و فولادگذاری یکسان بررسی شد. در تمامی مدل ها، ابتدا یک افزایش شدید در برش پایه سیستم در لحظه وقوع انفجار رخ داده و سپس نیروها به صورت نوسانی کاهش یافت؛ ولی پاسخ بیشینه مقطع مستطیلی در زمان کمتری پس از وقوع انفجار اتفاق افتاد. بررسی شاخص های 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 دایره ای به ترتیب بهترین عملکرد و بیشترین آسیب را داشته اند. 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 ۱۰۰ به ۲۰۰ و ۳۰۰ کیلوگرم، تغییرمکان بیشینه (به ترتیب %۲۲۰ و %۴۱۹)، جذب انرژی کرنش پلاستیک (%۱۴۰ و %۳۰۲) 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 ۱ به ۳ و ۵ متر، بیشینه تغییر مکان (%۹۶ و %۹۸)، ظرفیت برشی (۵۳% و ۶۱%) و جذب انرژی کرنش خمیری (%۹۲ و ۹۵%) کاهش یافت. اما با افزایش TNT حتی در فاصله ایمن، شدت آسیب افزایش یافت. در انتها، مقاوم سازی ستون با تنها یک لایه پوشش FRP، ظرفیت باربری سیستم را تا اندازه ۵/۲۸ درصد افزایش داد و تغییر مکان بیشینه ۳۰ درصد کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

پایه پل بتن مسلح ، پوشش الیاف پلیمری ، بار انفجار نزدیک ، تحلیل اجزای محدود ، نرم افزار آباکوس