ارزیابی عملکرد تیر کامپوزیتی با مقطع hat-shape و دال مسلح بتنی به روش اجزای محدود و آنالیز پارامترها

الهام علیزاده، دانشجوی دکتری سازه، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل مهدی دهستانی، دانشیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل عبداله مسلمی ورکی، دانشجوی دکتری سازه، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

اکثر تیرهای مورد استفاده در پل­ها از نوع بتن مسلح بوده که وزن زیادی داشته، مقاومت­شان در قبال خوردگی تا حدودی پائین بوده و امکان اجرای آن­ها به صورت پیش­ساخته وجود ندارد. برای از بین بردن ضعف­ تیرهای بتن مسلح راه­حل­های مختلفی ارائه شده که یکی از آن­ها استفاده از سیستم ترکیبی متشکل از مصالح متداول نظیر بتن و فولاد به همراه صفحات frp می­باشد که تحت عنوان تیرهای کامپوزیتی نیز شناخته می­شود. تحقیق حاضر به بررسی تیر کامپوزیتی متشکل از مقطع hat-shape و دال بتنی اختصاص یافته است. با استفاده از روش اجزا محدود و تحلیل استاتیکی غیرخطی رفتار این تیر مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و پس از حصول اطمینان از صحتِ مدل سازی تیر کامپوزیتی، تغییر پارامترهای مختلف نظیر به کارگیری فولاد در دال بتنی، تغییر زاویۀ جان مقطع hat-shape، مقایسه عملکرد تیر کامپوزیتی با تیر بتن مسلح، تغییر جنس مقطع hat-shape و صفحۀ gfrp به فولاد و آلومینیوم صورت پذیرفته است. نتایج حاصل از مطالعات عددی نشان می­دهد که رفتار این نوع از تیرهای کامپوزیتی را می­توان بدون انجام آزمایش­های هزینه­بر و به کمک روش­های عددی برآورد نمود. مسلح نمودن دال بتنی سبب ارتقاء ظرفیت باربری تیر کامپوزیتی به میزان 45 درصد شده است. تغییر زاویۀ جان مقطع hat-shape تأثیر چندانی بر عملکرد تیر نداشته و تغییر جنس مصالح از gfrp به آلومینیوم سبب افزایش نسبت ظرفیت باربری به وزن سازه به میزان 51 درصد شده است. اکثر تیرهای مورد استفاده در پل­ها از نوع بتن مسلح بوده که وزن زیادی داشته، مقاومت­شان در قبال خوردگی تا حدودی پائین بوده و امکان اجرای آن­ها به صورت پیش­ساخته وجود ندارد. برای از بین بردن ضعف­ تیرهای بتن مسلح راه­حل­های مختلفی ارائه شده که یکی از آن­ها استفاده از سیستم ترکیبی متشکل از مصالح متداول نظیر بتن و فولاد به همراه صفحات frp می­باشد که تحت عنوان تیرهای کامپوزیتی نیز شناخته می­شود. تحقیق حاضر به بررسی تیر کامپوزیتی متشکل از مقطع hat-shape و دال بتنی اختصاص یافته است. با استفاده از روش اجزا محدود و تحلیل استاتیکی غیرخطی رفتار این تیر مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و پس از حصول اطمینان از صحتِ مدل سازی تیر کامپوزیتی، تغییر پارامترهای مختلف نظیر به کارگیری فولاد در دال بتنی، تغییر زاویۀ جان مقطع hat-shape، مقایسه عملکرد تیر کامپوزیتی با تیر بتن مسلح، تغییر جنس مقطع hat-shape و صفحۀ gfrp به فولاد و آلومینیوم صورت پذیرفته است. نتایج حاصل از مطالعات عددی نشان می­دهد که رفتار این نوع از تیرهای کامپوزیتی را می­توان بدون انجام آزمایش­های هزینه­بر و به کمک روش­های عددی برآورد نمود. مسلح نمودن دال بتنی سبب ارتقاء ظرفیت باربری تیر کامپوزیتی به میزان 45 درصد شده است. تغییر زاویۀ جان مقطع hat-shape تأثیر چندانی بر عملکرد تیر نداشته و تغییر جنس مصالح از gfrp به آلومینیوم سبب افزایش نسبت ظرفیت باربری به وزن سازه به میزان 51 درصد شده است.