بررسی عددی رفتار دال مسلح شده با الیاف فولادی به منظور بکارگیری در خطوط ریلی بدون بالاست

بکارگیری الیاف درسازه‏های بتن‏آرمه بجای آرماتور و یا در ترکیب با آن‏ها دارای مزایایی از جمله افزایش انعطاف‏پذیری ، جذب انرژی و کنترل ترک می‏باشد. مطالعات آزمایشگاهی در خصوص عملکرد دال ها با الیاف فولادی صورت گرفته لیکن مطالعه عددی مشخصی که مشخصات الیاف مستقیما در روند تحلیل وارد شود انجام نشده است. در تحقیق حاضر ترکیب الیاف فولادی با بتن به روش اجزای محدود شبیه‏سازی شده و با کار آزمایشگاهی دال الیافی موجود مقایسه و معتبرسازی شده است. سپس با توسعه مدل، دال خط الیافی متکی بر بستر ارتجاعی تحت بار متحرک شبیه سازی شده است. نتایج نشان دهنده آنست که در محدوده بار سرویس وجود الیاف تاثیر چندانی بر نیرو‏های برشی و خمشی دال نداشته است. در ادامه با استفاده از آیین نامه FIB  روند طراحی بتن های الیافی و امکان استفاده از الیاف در دال خط ها بررسی شده است. نتایج نشان دهنده آنست که استفاده از الیاف به تنهایی در دال خط مقاومت خمشی لازم برای تحمل بار‏های وارده را نداشته و عرض ترک نیز چندین برابر مقدار مجاز آیین نامه‏ها بدست می آید. در نتیجه، از ترکیب الیاف و آرماتور برای کنترل ترک استفاده شده و گراف های طراحی ترکیب الیاف و آرماتور در دال خط بدست آمده است. نتایج نشان دهنده آنست که با افزودن الیاف، میزان آرماتور موردنیاز کمی کاهش و عرض ترک مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. برای مثال در شرایط بار محوری 25 تن، سرعت بار  کیاومتر بر ساعت 120 و سختی  20000 با درصد‏های حجمی الیاف 25/0، 5/0 و 75/0، آرماتور مصرفی 5/3، 9/4 و 3/6 درصد کاهش و عرض ترک بترتیب 26،30 و 35 درصد کاهش می یابد.