مدلسازی عددی اثر آتش سوزی بر پوشش بتنی تونل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)

چکیده

افراد و وسایل نقلیه ممکن است در اثر گرما، دود و همچنین ریزش پوشش بتنی تونل در معرض خطر قرار بگیرند. حین آتش سوزی، دمای تونل در مدت کوتاهی به حدود 1300 درجه سانتیگراد رسیده که منجر به تغییرات زیادی در اجزای سازه ای و غیر سازه ای تونل ها شده و عملکرد آن ها را دچار تغییر می کند؛ در نتیجه پایداری تونل را به خطر می اندازد. در این پژوهش سعی شد تا با کمک گیری از تحلیل عددی به روش اجزاء محدود در نرم افزار اباکوس، نحوه رفتار پوشش بتنی تونل در هنگام قرارگیری در شرایط آتش سوزی بررسی گردد. در پژوهش حاضر پوشش بتنی تونل تحت تاثیر آتش سوزی قرار گرفته و دمای آن به حدود 1300 درجه سانتیگراد رسید و رفتار آن در دمای مذکور بررسی شد. سپس با توجه به توصیه آیین نامه ها در استفاده از بتن های الیافی برای کاهش اثرات ناشی از آتش سوزی، بتن الیافی از نوع بتن الیاف فولادی، بتن الیاف شیشه و بتن الیاف پلی پروپیلن در شرایط آتش سوزی مدل سازی شد. با توجه به اثر آتش سوزی بر روی تغییر شکل ناشی از کاهش مقاومت کششی بتن، تمرکز پژوهش حاضر بر روی تاثیر آتش سوزی بر تغییر شکل بتن و آسیب ناشی از آن بود. رفتار پوشش بتنی در هنگام قرارگیری در شرایط آتش سوزی با رفتار همان بتن در شرایط غیر آتش سوزی مقایسه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بهترین عملکرد در مقابل آتش سوزی را بتن الیاف فولادی از خود نشان داد. تغییر شکل بتن الیاف فولادی نسبت به بتن فاقد الیاف 75 درصد کاهش یافت. تغییر شکل بتن الیاف پلی پروپیلن نسبت به بتن فاقد الیاف کاهش 15 درصدی داشت. تغییر شکل بتن الیاف شیشه نسبت به بتن فاقد الیاف کاهش 10 درصدی نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical modelling the Effect of fire on tunnel concrete lining

نویسندگان [English]

  • Seyed Amirreza Safavi
  • mehdi hosseini
  • Hanieh Khalili
Imam Khomeini international university
چکیده [English]

People and vehicles may be at risk due to heat, smoke, and the fall of the tunnel's concrete lining. During a fire, in a short period of time, the temperature in the tunnel reaches about 1300 ̊c, which itself leads to many chemical interactions in the structural and non-structural components of the tunnels and changes their performance depending on the depth and The quality of these interactions, the structure can be seriously damaged and in the worst case, the stability of the tunnel can be compromised. In this research, an attempt was made to investigate the behavior of the tunnel concrete lining under fire conditions with the help of finite element numerical analysis. The ordinary concrete lining of the tunnel was affected by the fire and the temperature of the tunnel reached about 𝟷𝟹𝟶𝟶 ̊c and the behavior of its concrete lining was investigated. Then, according to the recommendations of the regulations to use fiber concrete to reduce the effects of

fire, fiber concrete of steel fiber concrete, glass fiber concrete and polypropylene fiber concrete was modeled under fire conditions. Considering the effect of fire on the tensile strength of concrete as well as its deformation, the focus of the current research was on the effect of fire on the tensile damage and deformation of concrete. The behavior of concrete lining the same behavior in normal conditions. The results of this research showed that steel fiber concrete showed the best performance against fire. Deformation of steel fiber concrete was reduced by 75% compared to concrete without fibers. Deformation of polypropylene fiber concrete was reduced by 15% compared to concrete without fibers. Deformation of glass fiber concrete showed a 10% decrease compared to concrete without fibers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical modeling
  • Abaqus Software
  • fire
  • normal concrete
  • fiber concrete

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 31 تیر 1403
  • تاریخ دریافت: 19 خرداد 1402
  • تاریخ بازنگری: 25 تیر 1403
  • تاریخ پذیرش: 31 تیر 1403