مقاوم سازی پایه های دایره ای پل های بتنی با کامپوزیت frp
چکیده
در مسیر حمل و نقل زمینی، پل ها جزو سازه های مهم و در عین حال پر هزینه محسوب می شوند. بررسی زلزله های گذشته نشان می دهد که پایه ها، بعد از تکیه گاه ها دومین عنصری هستند که در زلزله نسبت به دیگر اعضای پل بیشترین آسیب را دیده اند. و از آنجا که آسیب دیدگی این عضو می تواند منجر به فرو ریختن تمامی یا بخشی از پل شود، لذا این قسمت از سازه دارای اهمیت ویژه می باشد. عموما طراحی پل های قدیمی بر اساس ترکیبات بار لرزه ای نبوده است، بنابراین در بیشتر موارد احتیاج به مقاوم سازی دارند. در برخورد با موضوع مقاوم سازی پل می توان یکی از سه راه عدم اقدام به مقاوم سازی و پذیرش خطر ریزش پل، احداث پل جایگزین و یا مقاوم سازی پل را پذیرفت که این موضوع نیاز به ارزیابی اهمیت و درجه آسیب پذیری پل دارد. هدف از انجام این پایان نامه بررسی پایه دایره ای یک پل به صورت case study و مقاوم سازی آن ها با کامپوزیت frp می باشد. بررسی تمامی ضعف های این پل با توجه به مدارک و شواهد موجود و همچنین به استناد ضوابط آئین نامه های گذشته انجام شد برای درک بهتر و قیاس صحیح تر از تفاوت طراحی در آئین نامه های قدیمی و جدید پایه پل مورد نظر در استان خوزستان با توجه به آئین نامه جدید طراحی گردید. و تمامی جزئیات آن با پایه موجود مورد مقایسه قرار گرفت. به همان صورتی که احتمال می رفت.پایه این پل دچار ضعف در میلگردهای عرضی بود. بنابراین از نظر مقاومت برشی و شکل پذیری ضعیف تر از پایه طراحی شده بود برای انجام مقاوم سازی و برای اطمینان از صحت انجام محاسبات و همچنین مقایسه رفتار پایه درزمان قبل و بعد از مقاومسازی، و همچنین مقایسه پایه مقاوم شده با پایه ایده ال از سه نمونه عددی و تحلیلی در این پایان نامه استفاده شده است. نمونه اول، مدل پایه پل موجود که از لحاظ آرماتورهای برشی ضعیف بود نمونه دوم، پایه پل مقاوم سازی شده بود که با تعداد لایه های frp محاسبه شده مقاوم سازی گردید و نمونه سوم، پایه ایده آل بود که با آئین نامه جدید طراحی گردید. برای دید بهتر نسبت به رفتار frp در مقاوم سازی، تعداد لایه های frp در مدل مقاوم شده در سه حالت مختلف در نظر گرفته شد. رفتار این شش نمونه پایه پل در دو حالت لاغر و کوتاه بررسی گردید. از نرم افزار المان محدود ماکرو مدل seismostruct برای تحلیل 10 نمونه تحت آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی با شتاب نگاشت های مختلف (نورتریج، کوبه و طبس) و آنالیز استاتیکی تحت نیروی سیکلیک استفاده گردید و نتایج آن ها را باهم مقایسه شد. نتایج محاسبات عددی و تحلیلی اجزاء محدود نشان می دهد که در پایه های کوتاه و بلند رفتار پایه های مقاوم سازی شده با cfrp، دارای سختی دورانی بیشتری نسبت به پایه اولیه می باشند لذا این پایه ها می توانند تحت نیروی زلزله بیشتری به دوران نهایی برسند. بنابراین استفاده از پوشش cfrp در پایه های کوتاه و بلند باعث افزایش سختی دورانی و کاهش میزان شکل پذیری در این پایه ها گردیده است . همچنین نتایج نشان می دهد استفاده از پوشش cfrp در پایه های کوتاه و بلند باعث افزایش ظرفیت برشی در این پایه ها گردیده است. نتایج آنالیز استاتیکی پایه های بلند نشان می دهد. دوران پایه هایی که از پوشش مقاوم سازی خارجی cfrp استفاده شده است در مدل اول، دوم و سوم به ترتیب 25،25 و 22 درصد نسبت به پایه اولیه کاهش پیدا کرده است. در پایه کوتاه دوران پایه هایی که از پوشش مقاوم سازی خارجی cfrp استفاده شده است. در مدل اول، دوم و سوم به ترتیب 17،17 و 13 درصد نسبت به پایه اولیه کاهش پیدا کرده است.