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 پلی پروپیلن 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 پل زدگی 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 93% افزایش شکل‏ پذیری، 45% افزایش مقاومت جانبی و 102% افزایش تغییرمکان جانبی نسبت به اتصال مبنا، که تمام نواحی اتصال از بتن معمولی تشکیل شده، می‏ گردد.