مقاوم‌سازی تیرهای ساده پیش‌تنیده با استفاده از الیاف پلیمری تقویتی کربن و شیشه
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزلهسیدفتح اله ساجدی 1 , امین تولابی شیخی 2
1 - دانشیار گروه عمران، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، گروه عمران، موسسه جهاد دانشگاهی اهواز، اهواز، ایران
کلید واژه: نرم‌افزار آباکوس, مقاوم‌سازی, پیش‌تنیدگی, تیر ساده پیش‌تنیده, الیاف کربن و شیشه,
چکیده مقاله :
در این پژوهش بعد از سنجش توانایی نرم افزار آباکوس و اطمینان از نتایج، دو عدد تیر پیش‌تنیده مقاوم‌سازی نشده به‌عنوان مدل‌های مرجع و 24 عدد تیر پیش‌تنیده مقاوم‌سازی شده با الیاف تقویتی کربن و شیشه و کاربرد بتن های با مقاومت 30، 40 و 50 مگاپاسکال و کابل های پیش‌تنیدگی به اقطار 20،16 و 22، میلی‌متر مدل سازی شدند. پس از تحلیل عددی تیرهای بتن مسلح پیش‌تنیده با و بدون الیاف تقویتی، ظرفیت باربری آنها بررسی شد. نتیجه شد که در تیرهای ساده بتن مسلح و پیش‌تنیده، ترک‌های حاصل از خسارت کششی در مقطع میانی تیرها با حداکثر تنش، به شکل پیوسته به سمت تکیه‌گاه‌ها با شیب ملایم کاهش یافته‌اند. در تیرهای ساده بتن مسلح و پیش‌تنیده، بیش‌ترین تنش‌ها در آرماتورهای کششی در پایین تیر ایجاد شدند و در آرماتورهای برشی نیز تنش در مقطع میانی تیرها شروع شده و در وجه پایین مقطع تیر بیشینه خود را نشان دادند. به علاوه، در تیرهای ساده بتنی پیش‌تنیده با افزایش تعداد کابل های پیش‌تنیدگی از 1 به 2 و 3، ظرفیت افزایش یافت؛ ظرفیت تیرهای دارای 3 کابل، نسبت به تیرهای دارای 1 و2 کابل به ترتیب، %79 و % 22 افزایش داشتند. ظرفیت تیرهای بتنی پیش‌تنیده با بتن 50 مگاپاسکال به تیرهای بتنی پیش‌تنیده ساخته شده از بتن های با مقاومت 30 و 40 مگاپاسکال به ترتیب به میزان، %6 و %5 افزایش نشان دادند. با مقایسه مدل‌های مقاوم‌سازی شده با استفاده از الیاف کربن نسبت به شیشه، به‌طور میانگین ظرفیت در تیرهای حاوی الیاف کربن نسبت به تیرهای حاوی الیاف شیشه، حدود %12 افزایش داشته است.
In this study, after evaluating the capability of Abaqus software and ensuring the results, two non-reinforced prestressed beams as reference models and 24 reinforced prestressed beams with carbon and glass reinforcing fibers and application of concrete with strength of 30, 40 and 50 MPa and prestressed cables with diameters of 16, 20 and 22 mm were modeled. After numerical analysis of prestressed concrete beams with and without reinforcing fibers, their bearing capacity was investigated. After numerical analysis of prestressed concrete beams with and without reinforcing fibers, their bearing capacity was investigated. It was concluded that in the simple reinforced concrete and prestressed beams, cracks resulting from tensile damage in the middle cross section of the beams with maximum stress are continuously reduced with a gentle slope towards the supports. In simple reinforced concrete and prestressed beams, the highest stresses were created in the tensile reinforcements at the bottom of the beam and in shear reinforcements, the stress get started in the middle section of the beams and exhibited its maximum in the lower part of the beam section. In addition, in simple prestressed concrete beams, the capacity was increased by raising the number of prestressed tendons from 1 to 2 and 3. The capacity of beams with 3 tendons has increased by 79% and 22% compared to the beams with 1 and 2 tendons, respectively. The bearing capacity of prestressed concrete beams with C50 consumption category were increased by 6% and 5% contrasted to the prestressed concrete beams made of C30 and C40 concrete categories, respectively. By comparing the reinforced models using carbon reinforcement sheets in comparison with the glass type, the bearing capacity of beams containing carbon fibers are enhanced by about 12% (on average) compared to different types of glass fibers.
_||_