«تاًثيرات تقويت تراكمي بر روي استحكام برشي تيرهاي پل بتن مسلح»

ظرفيت برشي پيش بيني شده از تيرهاي بتن مسلح موجود يك موضوع مهمي است كه لازم است به تفصيل بيشتري ذكر شود. توجه در خصوص اينكه آيا كد ارزيابي پل جاري براي انگلستان خيلي محافظه كارانه است هنگامي كه مقاومت برش تيرهاي بتن موجود ارزيابي مي گردد كه حاوي مقادير قابل ملاحظه اي از فولاد مي باشد در طي ارزيابي نا ديده گرفته مي شود. اين مقاله به تاثيرات سودمند چنين فولاد تراكمي اي بر روي استحكام برش تيرهاي بتن مسلح توجه دارد. نتايج بررسي آزمايشگاهي با پيش بيني هاي كد جاري براي استحكام برش تيرهايي مقايسه مي شوند كه فرض مي شوند صرفاً حاوي فولاد كشش مي باشد. فشردگي هاي بعدي با يك راه حل پلاستيسيتة حدّ بالايي انجام مي شوند كه قادر است تمام تقويت فولاد را در يك تير بتن در نظر بگيرد. دلايل متعددي وجود دارند كه چرا پل ها مخازن پنهان استحكام را، نشان مي دهند و عمل غشاء فشاري احتمالاً از همه مهمتر است. با اين حال، دلايلي از قبيل حضور فولاد فشاري به استحكام پنهان كمك مي كند طوري كه تحقيق از اين نوع، براي ارزيابي درست و انجام پيش بيني هاي استحكام لازم است. و نشان داده مي شود كه حضور فولاد با فشردگي زياد داراي تأثير چشمگيري بر روي ظرفيت تيرهاي پل بتن مسلح است كه داراي تقويت نهايي برش مي باشد.

نمادها(نمادگذاري):

Absمساحت فولاد تحتاني در تير dعمق مؤثر تير

Ats مساحت فولاد فوقاني در تير a طول دهانه برش

D نرخ پراكندگي يا پراكنش انرژي در واحد حجم

bsdفاصله از نقطة دوران تا فولاد كف(تحتاني)

tsdفاصله از نقطه دوران تا فولاد سر(فوقاني)

ED نرخ پراكنش انرژي كل در سيستم

EDc پراكنش انرژي ناشي از بتن (صرفاً)

EDci پراكنش انرژي ناشي از بتن در هر نقطه در امتداد خط ناپيوستگي

EDs پراكنش انرژي ناشي از فولاد (صرفاً)

fc استحكام فشاري مؤثر بتن ( ( fc=yfcu fcn استحكام مكعب فشاري بتن

ft استحكام كشش بتن

fy استحكام تسليم فولاد

Pهر بار بكار رفته (N )

aزاوية بين جهت Si و خط ناپيوستگي

Sبردار جابجايي نسبي در عرض يك خط ناپيوستگي

Siبردار جابجايي نسبي در هر نقطه در امتداد يك خط از ناپيوستگي

IPفاصله از خط دوران تا بار نقطة اول(mm)

Lstirrap طول دهانة برش كه بر روي آن ركاب ها(Stirrups) بطور مؤثر لنگر مي شوند.

nتعداد ركاب هايي كه ناپيوستگي مفروض را قطع مي كند

Uجابجايي افقي نمادي از بخش صلب

WDكار خارجي كل انجام شده بر روي سيستم

Xعمق تا محور خنثي بصورت يك تناسب از d

aزاويةبين S و خط ناپيوستگي

¦دوران بفش صلب

Æزاوية داخلي اصطحكاك براي بتن

Vضريب تأثير براي بتن

PS درصد فولاد طولي در تير

Psv درصد فولاد ركاب (Stirrup)در تير

مقدّمه:

به دليل افزايش ترافيك و وزن بالاتر كاميونها،هر پل اي در انگلستان از لحاظ استحكام برش و انعطاف پذيري اش ،بصورت بخشي از برنامة ارزيابي پل انگلستان مورد ارزيابي قرار مي گيرد. مؤسسةبزرگراه ها،ناحيه(مساحت) اي از بتن را تعريف كرده است. موسوم به ارزيابي استحكام برش تيرهاي پل بتن، كه حاوي مقادير قابل توجهي از فولاد (متراكم) است. راهنماي ارزيابي پل انگليسي BD 44/95حضور فولاد(متراكم) فوقاني را ناديده مي گيرد هنگامي كه استحكام برشي يك تير بتن مسلح را پيش بيني مي نمايد اين موارد در طي يك فرآيند طراحي قابل بررسي مي باشند.با اين حال، ارزيابي فعلي با استفاده از نظرية الاستيك يك درك محافظه كارانه از استحكام يك پل بتن موجود را ارائه مي كند اكثر پل هاي بتني موجود داراي مقادير كافي از فولاد براي ايجاد يك قفسه براي ساختمان Stirrup هستند. اما اين فولاد(ثانويه)در طي ارزيابي ناديده گرفته ميشود.اين امر منجر به ترميز غيرضروري شده و از لحاظ بالقوه براي جامعه در طي ارزيابي يك پل موجود،گران قيمت است.

كار زيادي براي چندين دهه به صورت ضرايب گوناگون انجام شده است كه بر روي استحكام برشي تيرهاي بتن تأثير مي گذارد(استحكام بتن،درصد تقويت كششي،درصد تقويت Itirrup ).

با اين حال، كار كمي براي تعيين تأثيرات فولاد بر استحكام برشي تيرهاي بتن انجام شده است كانينر و گروه محققان تمام فولاد را در تحليل هاي خودشان با توسعة نظرية ميدان فشرده انجام داده اند.

آنها متوجه شده انداستحكام فشار بتن در ارتباط با پهنا و تعداد ترك هاي كششي از بين ميرود كه موازي با تنش فشاري مي باشد . Kempوalsafiاستفاده از راه حل پلاستيك ـ صلب مرز بالايي را پيشنهاد كردند كه توسط نيلسن و براستروپ بدست آمد. امّا از يك روش ديگر استفاده كرد كه پيشنهاد مي كند كه: دوران هاي بلوك هاي صلب در نقص برشي رخ مي دهد شبيه به روش توسعه يافته توسط IbellI .