ارزیابی عددی و کمی تیرورق های مرکب فولادی – بتنی پیش تنیده با تاندون‌های خارجی FRP یا فولاد خارجی

در این مقاله، استفاده از تاندون‌های خارجی FRP بجای فولاد برای تیرآهن های فولادی پیش فشرده بتنی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. یک مدل غیر خطی برای تیره‌ای فولادی پیش تنیده بتنی (PSCC)‏ در برابر نتایج تجربی کالیبره می‌شود. سپس شبیه‌سازی‌های عددی بر روی تیر آهن و تیر دو دهانه PSCC انجام می‌شود. متغیرهای مورد بررسی عبارتند از نوع تاندون و CFRP، AFRP سطح پیش فشرده برای سطوح مختلف از صفر تا ۶۰ درصد. نتایج نشان می‌دهند که عملکرد تیرورق های PSCC با تاندون های CFRP و فولاد مشابه است، در حالی که تاندون‌های AFRP منجر به اعمال بار نهایی کم‌تر و ظرفیت تغییر شکل بیشتر می‌شود. علاوه بر این، تاثیر سطح پیش فشرده در حال حاضر در مرکز پشتیبانی از PSCC پیوسته، به علت حضور عوامل ثانویه می‌باشد. این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که تاثیر گشتاور و عوامل ثانویه در بازتوزیع تیرآهن ها در PSCC با تاندون های AFRP نسبت به تیرآهن های PSCC با تاندون‌های CFRP یا استیل، کم‌تر است.

Highlights•Behavior of prestressed composite girders with FRP or steel tendons is analyzed.•Behavior of composite girders with CFRP and steel tendons is similar.•AFRP tendons result in lower ultimate load and higher deformation capacity.•Effect of secondary moments on moment redistribution is analyzed.AbstractThe use of external FRP tendons instead of steel ones for prestressing steel-concrete composite girders is evaluated. A nonlinear model for prestressed steel-concrete composite (PSCC) girders is calibrated against experimental results. Numerical simulations are then performed on singe-span and two-span PSCC girders. The investigated variables are the tendon type and the prestress level. In particular, CFRP, AFRP and conventional prestressing steel tendons are compared for prestress levels ranging from 0 to 60%. The results demonstrate that the behavior of PSCC girders with CFRP and steel tendons is similar, while AFRP tendons result in lower ultimate load and higher deformation ca