تحلیل و طراحی روسازی های پیش تنیده تحت بار هواپیمای بوئینگ 777 با استفاده از روش المانهای محدود سه بعدی

بررسی روسازی های بتنی ساخته شده در چند دهه اخیر نشان می دهد که استفاده از روسازی بتنی پیش تنیده توسعه بسیار چشمگیری داشته است.یکی از کاربردهای عمده روسازی های بتنی پیش تنیده استفاده در فرودگاه ها می باشد.مزیت این نوع روسازی عدم وجود کشش در بتن و در نتیجه عدم ترک خوردگی و لذا افزایش طول عمر روسازی می باشد. همچنین مقدار ضخامت روسازی بتنی پیش تنیده کاهش چشمگیری نسبت به روسازی های بتن آرمه درزدار دارد و یا با مقدار مساوی ضخامت، توانایی باربری بیشتری دارد. در این پایان نامه روسازی پیش تنیده توسط روش المانهای محدود fem (finite element method) توسط نرم افزار همه منظورهansys 5/4 مدل سازی شده است. با توجه به اینکه خاک بستر فرودگاه می تواند مشخصات متنوعی داشته باشد و تنش فشاری وارده بر آن نسبت مستقیم با ضخامت لایه روسازی و ضخامت لایه اساس دارد، ضخامت های دال بتنی از پانزده سانتی متر تا cm45 مدلسازی و تحلیل شد و ضخامت اساس بین cm20 تا cm60 متغیر در نظر گرفته شد و مقدار تنش پیش تنیدگی متناظر با هر ضخامت در هر جهت وبرای انواع مختلف خاک بستر به دست آمد. لذا با داشتن مشخصات خاک بستر تحت بارهای دینامیکی، می توان ضخامت روسازی بتنی پیش تنیده متناظر با این مقاومت را انتخاب نمود و با توجه به فواصل درزهای طولی و عرضی با استفاده از فرمولها و نمودارهای ارایه شده در این مقاله مقدار تنش پیش تنیدگی لازم را محاسبه کرد. در این ارتباط متغیرهای مختلف مانند ضخامت لایه بتنی، ضخامت لایه اساس و مشخصات مختلف خاک بستر و موقعیت های مختلف چرخ هواپیما در نظر گرفته شده است و در پایان، نتایج در قالب معادله و منحنی طراحی ارایه شده است.در این تحقیق، برای بررسی صحت مدل، باند بتنی فرودگاه denver مدل سازی شد و نتایج مدل با نتایج خروجی سنسورهای کار گذاشته شده در باند این فرودگاه مقایسه گشت. همچنین باند فرودگاه schiphol هلند که ازنوع پیش تنیده است و پس از 25 سال بدون ترک گزارش شده است، با مشخصات موجود این فرودگاه تحت بار بویینگ 777 مدل سازی شد و مشاهده شد که تنش های خمشی حاصله کمتر از تنش خمشی مجاز است. در این تحقیق، روابط مربوط به محاسبه تنش پیش تنیدگی و ضخامت دال های پیش تنیده که در مراجع معتبری مانند faa آمده است. در روش faa اثر هواپیماهای جدید مانند بویینگ 777 که دارای مجموعه چرخ دو محور سه گانه اند در نظر گرفته نشده است. در این تحقیق با توجه به مشخصات خاک بستر روابط faa اصلاح شده است. این روابط در فصل 8 آورده شده است.در این پایان نامه به نواقص روش های طراحی قدیمی توجه شده است و در جهت رفع آنها کوشش شده است.