تحليل تئوري و اجزاي محدود ستون‏هاي HPFRCC در پل‏هاي راه و راه‏آهن تحت بار خارج از مركز

پل‏هاي بتن آرمه از مهمترين عناصر سازه اي در سيستم حمل و نقل جاده اي و ريلي مي‏باشند. استفاده از مصالح جايگزين بر پايه سيمان كه رفتار مطلوب تري در كشش نسبت به بتن داشته باشند، همواره مورد توجه است. مصالح كامپوزيت‏هاي سيماني اليافي توانمند (HPFRCC)، به علت رفتار سخت شوندگي كرنشي پس از ايجاد اولين ترك در كشش و ايجاد پل‏هاي بين ترك ها به علت وجود الياف در اين مواد، رفتار مقاوم تر و شكل پذيرتري نسبت به بتن معمولي در كشش از خود نشان مي‏دهند. در اين مطالعه، رفتار ستون‏هاي بتني و HPFRCC در پل‏ها كه تحت بار محوري خارج از مركز ناشي از بار مرده عرشه پل مي‏باشند، با استفاده از روش اجزاي محدود، به كمك نرم‏افزار ABAQUS و روش تئوري، پس از صحت‏سنجي با نتايج آزمايشگاهي، با يكديگر مقايسه و بررسي شده است. همچنين، اثر پارامترهاي بيشينه مقاومت فشاري، كرنش نهايي كششي كامپوزيت‏هاي سيماني و مقدار آرماتورهاي طولي بر تغييرات منحني اندركنش بار محوري– لنگر خمشي در ستون‏ها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشان مي‏دهد كه توان باربري ستون‏هاي بتن مسلح و HPFRCC مسلح در ناحيه كنترل فشار منحني اندركنش بار محوري لنگر خمشي به يكديگر تقريباً نزديك است. ولي مقدار خروج از مركزيت متعادل و توان باربري ستون HPFRCC مسلح در ناحيه كنترل كشش منحني، به علت تغيير رفتار كامپوزيت‏هاي سيماني در كشش نسبت به بتن بيشتر از ستون بتن مسلح است. مقدار اين افزايش توان باربري متغير و وابسته به مقدار خروج از مركزيت بار محوري بوده و بين 5.2 تا 42.7 درصد مي‏باشد. همچنين، مقدار افزايش خروج از مركزيت متعادل 20% است.