مدل سازي عددي اثر فيبر پلي پروپيلن بر رفتار قطعات بتني تونل ها در برابر حريق

Evaluate Polypropylene Fiber Effect on Concrete Segments of Tunnel under Fire

سامانه ي قطار شهري يكي از مهمترين خطوط حمل و نقل در كلانشهرها بوده كه سرويس دهي بدون وقفه ي آن امري اجتناب ناپذير مي باشد. يكي از اصلي ترين اجزاي سازهاي خطوط قطار شهري، قطعات بتني تونل ها است كه معمولاً در طراحي آنها بيشتر به عوامل لرزه اي توجه مي شود و عوامل مهم ديگر، مثل حريق، كه مي تواند ايمني اين قطعات را مورد تهديد قرار داده و سرويس دهي اين سامانه را دچار اختلال كند، كمتر مورد توجه طراحان بوده است. در ساخت قطعات بتني تونل ها عموماً از بتن هاي پرمقاومت استفاده مي شود كه عليرغم رفتار لرزهاي مناسب، در برابر افزايش دما و حريق، عملكرد مناسبي ندارند. آتش سوزي، طي يكسري فعل و انفعلات شيميايي، ميتواند منجر به كاهش ضخامت قطعات بتني تونل ها شده و ايمني اين قطعات را تحت تأثير خود قرار دهد. در تحقيق پيشرو، با معرفي يك مدل جديد مبتني بر نرم افزار اجزاي محدود آباكوس، رفتار قطعات بتني تونلها در برابر حريق مورد ارزيابي قرار گرفته است. در ادامه، در جهت اطمينان از نتايج تحقيق، با معرفي و اعمال انواع منحني هاي حريق بر قطعه ي بتني، اثر اضافه كردن فيبر پلي پروپيلن بر مخلوط بتني، بررسي شده است. نتايج حاصل از اين تحقيق بيانگر اين موضوع است كه اضافه كردن حداقل 0/9 كيلوگرم فيبر پلي پروپيلن، به صورت يكنواخت، در هر متر مكعب مخلوط بتني در قطعات بتني تونل ها، تا حد زيادي منجر به بهبود رفتار اين قطعات در برابر انواع حريق هاي مورد انتظار شده و از تورق و كاهش ضخامت اين قطعات جلوگيري مي كند.

In today`s world urban railway is one of the important transportation systems that should be examined against various environmental phenomena including fire condition to service permanent citizens. Usually construction of concrete segments of the tunnel simultaneous to used high strength concrete (HSC) that have bad reaction under fire in spite of good seismic reaction. When a fire occurs in tunnel surrounding, some interaction occurred in concrete segments of the tunnel that can reduce the thickness and decrease the safety of these segments. Most of the researches in applying heat effect on concrete segments of the tunnel are experimental and under this situation and analytical or numerical researches in this issue are low. This paper presents an analytical model using ABAQUS software based on the finite element for evaluating concrete segments of tunnel behaviour under fire condition. To ensure the safety of results, some fire curves are applied and effect of Polypropylene fiber in the concrete mix is evaluated. Results show that adding minimum 0.9 Kg per cubic meter of concrete mix in concrete segments of tunnel causing loss of spalling and improve fire behavior interaction.