بررسی عددی رفتار خمشی لوله‌های پر شده با بتن توام با پیش‌تنیدگی

Abstract

در این تحقیق، با قرار دادن لوله­ های فولادی پر شده با بتن در ناحیه فشاری و کابل پیش ­تنیده در ناحیه کششی، مفهوم جدیدی به نام تیرهای لوله­ای پر شده با بتن توام با پیش­ تنیدگی بصورت عددی مورد مطالعه قرار گرفتند. در این مقطع، لوله فولادی در ناحیه فشاری سبب بهبود مقاومت بتن و کابل­های پیش ­تنیده در ناحیه کششی سبب کنترل ترک در تیرهای بتن مسلح می­ گردد. با توجه به ناشناخته­ بودن رفتار این تیرها، هدف این تحقیق، تحلیل المان محدود پارامترهایی است که در نمونه ­های آزمایشگاهی قابل بررسی نبوده است. بنابراین بعد از صحت­ سنجی مدل المان محدود با نتایج آزمایشگاهی، مدل با اندازه واقعی ساخته شد تا رفتار خمشی مقطع مورد بررسی قرار گیرد و سپس مدل، به منظور بررسی شاخص­های نسبت میلگرد طولی، نسبت کابل پیش ­تنیده، نسبت بتن هسته و نسبت لوله فولادی توسعه داده شده است. نتایج بررسی­ ها نشان­ دهنده تأثیر افزاینده شاخص ­های نسبت کابل پیش ­تنیده و میلگرد طولی بر روی افزایش سختی خمشی و تأثیر کاهنده شاخص ­های نسبت لوله فولادی و بتن هسته بر روی سختی خمشی می­باشد. افزایش در شاخص­ های نسبت کابل پیش­ تنیده، میلگرد طولی، لوله فولادی و بتن هسته، لنگر نهایی را نیز افزایش می­ دهد. قابل ذکر است، زمانی­که شاخص­ نسبت میلگرد طولی افزایش می­ یابد، انرژی جذب شده الاستیک نیز افزایش می­ یابد. افزایش در شاخص نسبت کابل پیش ­تنیده سبب افزایش در شکل ­پذیری جابجایی، انرژی جذب شده الاستیک و کل می­ گردد. از میان این شاخص­ ها، شاخص نسبت کابل پیش­ تنیده، بیشترین تأثیر را بر روی افزایش مقاومت خمشی مقطع، شکل­ پذیری جابجایی و انرژی جذب شده کل دارد.