بررسی پدیده خستگی و تغییرات تنش با به کارگیری میلگردهای داول کامپوزیتی FRP با قطرهای متداول در روسازی های بتنی به روش شبیه سازی المان محدود

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران دانشگاه فنی و مهندسی- دانشگاه پیام نور تهران شمال

2 کارشنلس ارشد رشته عمران گرایش مهندسی راه و ترابری

10.22065/jsce.2021.262652.2313

چکیده

رفتار روسازیهای بتنی متاثر از عملکرد و میزان قابلیت انتقال نیرو از درزها و اتصالهای آنهاست و شکست خستگی در میله های داول، یکی از عوامل مهم در تحلیل این روسازی ها می باشد. با توجه به انواع مصالح مختلف میله های داول و اهمیت تحلیل خستگی در آنها و پیچیدگی رفتار روسازی در محل درزها، در این پژوهش، برای اولین بار، برای مدلسازی خستگی داول‌ها از روش المان محدود استفاده شده و مقایسه تغییرات تنش در داول های پلیمری مسلح شده با الیاف (FRP) با داول های فولادی تحت تحلیل خستگی و برای قطرهای مختلف داول های مرسوم در روسازی‌های بتنی، به انجام رسیده است. برای این منظور، نه مدل از میله های داول شامل سه قطر مختلف 16، 25 و 38 میلیمتر در سه جنس فولادی، کامپوزیت کربنی و کامپوزیت شیشه در نرم افزار ANSYS شبیه سازی و تحلیل گردیده و تحلیل مورد استفاده در مدل ها تحلیل خستگی می باشد. خروجی های تحلیل شامل تغییرات تنش و پارامترهای خستگی از جمله LIFE و DAMAGE در تمام مدل ها استخراج شده است. نتایج نشان می دهد در تمامی قطرهای مورد بررسی مقدار تنش در مدل های دارای داول کامپوزیت کربنی از سایر مدل ها کمترین مقدار را دارد و پس از آن مدل‌های دارای جنس داول بار کامپوزیت شیشه قرار دارد و بیشترین مقدار تنش مربوط به آرماتورهای فولادی می باشد. به عبارت دیگر داول های کامپوزیت شیشه، در انتقال بار بهتر عمل نموده و منجر به ایجاد تنش های گسیختگی کمتری در مدل شده و همچنین، قطر بزرگتر، منجر به تنش ماکزیمم کمتری در تحلیل خستگی مدل شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of fatigue phenomena and stress variations by using FRP dowel bars

نویسندگان [English]

  • jalal ayoubinejad 1
  • Mahdieh Marashi 2
1 Assistant professor, Faculty of Engineering, Payame Noor University, Tehran, Iran
2 MSc, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The behavior of concrete pavements is affected by the performance and the ability to transmit force through their joints and joints. The efficiency and useful life of these structures are directly dependent on the transmission forces. Therefore, the analysis of the performance of joints and joints of pavements has an important role in this case, which itself depends on the use of appropriate behavioral models to simulate the mechanism of force transfer. In this study, the main purpose is comparing the stress changes in FRP dowels with steel dowels under fatigue analysis. for this purpose, nine models including three different diameters of 16, 25 and 38 mm in three materials contains; steel, carbon composite (CFRP) and glass composite (GFRP) were simulated and analyzed in ANSYS software. The analysis used in the models is the Fatigue analysis performed at ANSYS-WORKBENCH. The analysis outputs including stress variations and fatigue parameters including LIFE and DAMAGE were extracted in all models. The results showed that in all the diameters studied, the stress value was the lowest in the models with CFRP dowels, followed by the models with GFRP dowels and the highest stress was related to steel bars. In other words, CFRP dowels performed better in load transfer and resulted in less fracture stresses in the model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stress
  • Dowel bars
  • Fatigue Analysis
  • CFRP
  • GFRP