استفاده از مدل بست و بند جهت طراحی پایه‌ی پل تک ستون بتن آرمه با طره‌‌ی دو طرفه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد سازه/ دانشگاه یزد

2 استاد تمام/ دانشگاه صنعتی اصفهان

3 استادیار/ دانشگاه یزد

چکیده

در پل‌ها گاهی به علت محدودیت‌های محیط احداث و یا به منظور زیبایی، از پایه‌های تک ستونه (سر چکشی) استفاده می‌شود. در این اعضا به علت ناپیوستگی‌های هندسی و یا بارهای وارده، نواحی وجود دارد که توزیع تنش در آن‌ها به صورت آشفته است و طراحی آن‌ها نیاز به توجه ویژه‌ای دارد. از راه کارهای ساده، مؤثر و نسبتاً جدید طراحی این‌ گونه نواحی در سازه‌های بتن آرمه، استفاده از مدل بست و بند می‌باشد. با استفاده از این مدل می‌توان نواحی دارای وضعیت توزیع آشفته‌ی تنش در سازه‌های بتنی را با مجموعه‌ای از اعضای فشاری، کششی و گره‌ها معادل ‌سازی و سپس تحلیل و طراحی نمود. در این مطالعه با استفاده از روش حل الاستیک، سه مدل بست و بند برای یک نمونه پایه‌ی پل تک ستونه ارائه و نمونه با استفاده از آن‌ها طراحی شده است. جهت ارزیابی عملکرد نتایج طراحی در باربری و شکل ‌پذیری، از تحلیل غیر خطی در نرم ‌افزار ABAQUS استفاده شده است. نتایج حاصله نشان می‌دهد که نمونه‌های طراحی شده با استفاده از این مدل، از مقاومت و شکل ‌پذیری کافی برخوردار هستند. به علاوه، با وجود این که این روش طراحی به عنوان یک روش حل کران پایین شناخته شده است، به طرحی دست یافته‌ شده که نه تنها نسبت به طرح‌های حاصل از مدل‌های متداول بست و بند حدود 35 درصد صرفه‌ی اقتصادی دارد، بلکه نسبت به طراحی معمولی به روش مقاومت نهایی نیز حدود 29 درصد کاهش در میزان آرماتور مصرفی گزارش می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using Strut-and-Tie Model for Concrete Hammerhead Design

نویسندگان [English]

  • anahita azhang 1
  • davood Mostofinejad 2
  • Reza Morshed 3
1 MSc in structural Engineering/ Yazd University
2 Full Professor/ Isfahan University of Technology
3 Assistant Professor/ Yazd University
چکیده [English]

Periodically, construction-based confinements or aesthic aspects gets desiners kindled to utilize single column piers (hammerhead) bridges. Some factors such as geometrical discontinuities and inserted loads would be conducive to generate disturbed stress distribuition; consequently, such cases deserve special consideration, instead of conventional-adopted methods. Strut-and-Tie Model (STM), as a simply- and newly- designed approach in concrete structure, seems to be a robust tool to deal with the problem. This is a lower bound solution of constraint analysis could be deployed to analyze concrete structures with disturbed stress distribution and a set of compressive and tensional components. By using 3 STMs, a sylindrical-shaped bridge pier was elastically drawn. To get deformation and bearing load evaluated, nonlinear analysis through ABAQUS software was performed. Derived outputs illustrated that not only do those samples designed by STM possess enough resistance, but also they present adequate behavior. It is true that this methdeology is known as a lower bound solution; however, not only is this cost effective more than 35% over against conventional STMs as long as rebar arrangement allows, but it also tends to utilize rebar far less (by 29%) than common designing method (LRFD) and final resistance. It is worth to bear in mind that this figure would be considerable in big projects of bridge construction. Addtionally, analysis of designed specimens demonstrates that this design would possess more ductible behavior and experience a smooth failure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Strut-and-Tie Models"
  • "Reinforced Concrete Bridges"
  • "single-column piers"
  • "Hammerhead"
  • "Bent Caps"