دانلود پایان نامه ارشد : برسی رفتار دیوار برشی بتن مسلح مقاوم‌سازی‌شده با FRP به روش اجزاء محدود

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران 

گرایش : سازه

عنوان : برسی رفتار دیوار برشی بتن مسلح مقاوم‌سازی‌شده با FRP به روش اجزاء محدود

دانشگاه شهید باهنرکرمان

دانشکده فنی و مهندسی

گروه مهندسی عمران

 پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش سازه

 برسی رفتار دیوار برشی بتن مسلح مقاوم‌سازی‌شده با FRP به روش اجزاء محدود

استاد راهنما:

دکتر جواد سلاجقه

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده :

این پایان نامه ، نتایج یک مطالعه عددی و پارامتریک بر روی تأثیر تقویت دیوار برشی بتن مسلح با کامپوزیت  FRP و بکارگیری نتایج  حاصل از روش اجزاء محدود می باشد. برنامه اجزای محدود در مقابل اطلاعات تجربی مقایسه و کالیبره شده است . سپس نتایج عددی به منظورارزش گذاری ظرفیت که به کمک منحنی های غیر خطی بار-  تغییر مکان دیوارهای برشی بتن آرمه تقویت شده معرفی و مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این برنامه برای ارزیابی کل منحنی بار- تغییر مکان شامل بخش الاستیک ، شکل گیری ترکهای برشی ،پیدایش ترک خوردگی و خردشدگی بتن به نحومطلوبی می تواند  مورد استفاده  قرار گیرد .برای مقاوم سازی موضعی دیوار برشی می تواند از اتصال صفحات فلزی یا الیاف کامپوزیتی FRP به بالا یا پایین دیوار برشی ویا در جهات مختلف نام برد برای افزایش سختی پیش از ترک خوردگی ، بار ترک خوردگی و ظرفیت خمشی نهایی دیوارهای برشی بتن آرمه می توان از صفحات الیافی کربنی استفاد نمود. صفحات الیافی کربنی که در اطراف ناحیه مفصل پلاستیک دیوار بتن آرمه  پیچیده می شوند علاوه بر تأمین مقاومت برشی کافی، محصور شدگی بتن در ناحیه پلاستیک را فراهم می آورد که باعث افزایش شکل پذیری دیواربتن آرمه
می شود.

در این پایان نامه از یک برنامه آزمایشی برای بررسی پروژه ها و طرح های مقاوم سازی  به منظور افزایش قدرت برش و نیز شکل پذیری دیوارها استفاده شده است. لازم به ذکر است که از یک آزمایش ابداعی هم برای افزایش احتمال کنترل نسبت نیروی برش به گشتاور خمشی و بار محوری استفاده شده است. در این بررسی، نمونه ای از یک دیوار بنام دیوار کنترل[1] که بر طبق قوانین ساختمان سازی پیش لرزه ای[2] طراحی شده بود، مورد آزمایش قرار گرفت و مکانیسم شکست برش غیر شکل پذیر[3] نشان داده شد. در دو طرح دیگر مقاوم سازی از FRP[4] ها به منظور  افزایش قدرت و شکل پذیری دیوار استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داده است که طرح های اجراء شده مقاوم سازی در جلوگیری از شکست برشی و افزایش قدرت دیوار کاملا موفق بوده اند. برای بررسی، آنالیز غیر خطی اجزاء محدود[5] دیوارهای آزمایشی با استفاده از Solid65، که یک المان حجمی هشت گره‌ای است برای مدلسازی بتن استفاده گردید. المان حجمی لایه‌ای، Solid46، جهت مدلسازی FRP استفاده شده است. Solid46، یک مدل لایه‌ای از حجم سازه‌ای هشت گره‌ای جهت مدل کردن پوسته یا حجم لایه لایه می‌باشد. بارهای شکست پیش بینی شده و حتی توزیعات منوط به برش و کرنش با نتایج آزمایشی بدست آمده تطابق دارند. در این تحقیق، مدل تحلیلی دیگری مبتنی بر تئوری میدان فشار[6] و نیز مدلی دیگر برای مقاوم سازی دیوارهای بتنی مسلح با استفاده از FRP ها ارائه شده اند. از مدل تحلیلی نیز برای آنالیز دقیق انواع دیوارهائی که با استفاده از FRP مقاوم سازسی شده بودند، استفاده شده است و مشخص شد که  این مدل در پیش بینی جابجائی، بار نهائی و حالت یا نوع شکست موفق بوده است. در پایان، بررسی پارامتری هم به منظور براورد اثر و پیامد پارامترهای مختلف روی کارآئی طرح و پروژه مقاوم سازی اجراء شد.

انگیزه و هدف

تجارب بدست آمده ازگذشته نشان داده است که دیوارهای بتنی مسلح مقاوم سازی شده در برابر بارهای جانبی موثر و کارآمد می باشند. اما در برخی از موارد، این دیوارها ممکن است با آسیب ها و خطرات جدی یا جزئی در طی حادثه ای چون زمین لرزه روبرو شوند، همچنانکه در بر بررسی های محققینی چون فینتل[1](1995)، اردریک[2] و همکارانش (2003)، ساتچیوگلو[3] و همکارانش (2001)، سزن[4] و همکارانش (2003) و برزو[5](2004) گزارش شد. تصاویر 1-1 تا 6-1 شکست های برشی را در 3 زمین لرزه های اخیر نشان می دهند. این نوع از شکست در دیوارهای خمشی بلند و متوسط مشترک است و آنها توسط ترک های مایل[6] 45 درجه مشخص شده اند. دیوارهای بتنی بلند در حالتهای شکست و یاگسیختگی، نیاز به مقاوم سازی و نوسازی دارند. مقاوم سازی دیوار ممکن است به منظور حفظ نیروها باشد. نوسازی به معنای تعمیر یک دیوار آسیب دیده در اثر زلزله تا بازگرداندن قدرت و مقاومت اصلی یا سختی است. استفاده از کامپوزیت های FRP در تعمیر و نوسازی سازه ها به عنوان یک تکنیک جدید شناخته شده است. این نوع از مواد به لحاظ نسبت زیاد مقاومت به نسبت وزنی مشخص شده اند. استفاده از این نوع مواد، خصوصا در نو سازی و مقاوم سازی بناها و به ویژه در صنعت ساختمان سازی، نقش مهمی را ایفاء میکنند. در این برنامه تحلیلی، مقاوم سازی دیوارهای سازه ای در مقابل بارهای جانبی لرزه ای، با استفاده از کامپوزیت های FRP، مورد بررسی واقع شده است.

2-1- فصل بندی پایان نامه

این پایان نامه مشتمل بر 8 فصل است. فصل 1 شامل مقدمه ای است که اهداف و حیطه بررسی را در بر میگیرد. فصل 2، بررسی کلی از تحقیقات آزمایشی در خصوص بهسازی دیوارها، بررسی تحلیلی مدل سازی دیوارها و روش های طراحی دیوارهای سازه ای را ارائه میدهد. فصل 3، جزئیات منوط به برنامه آزمایشی، تنظیم و ساختار آزمایش، طراحی و ساخت  انواع نمونه های دیوار را نشان میدهد. فصل4 برنامۀ آزمایشی و مدل سازی و طراحی نمونه ها می باشد فصل 5 نتایج برنامه آزمایشی را رائه میدهد و شامل بحث و مقایسه است. فصل 6 مدل مرتبط به اجزاء محدود را توضیح میدهد که از آن برای آنالیز نمونه ها استفاده شده است. فصل 7 مدل تحلیلی را توصیف میکند که از آن برای آنالیز نمونه ها و برخی از نمونه های آزمایشی[7] استفاده شده است. فصل 8 خلاصه ای از تحقیق، نتایج اصلی و نکاتی را در خصوص بررسی های آینده ارائه میدهد.

 

1-2- دیوارهای سازه ای

در بخش زیر، تعریفی از دیوارهای سازه ای بتنی مسلح، انواع مختلف آنها، رفتار آنها، حالت های شکستگی و گسیختگی ، بارها، تحقیقات تحلیلی و  آزمایش های اجراء شده در خصوص دیوارهای سازه ای و نیز تعمیر و مقاوم سازی آنها ارائه شده است.

1-1-2- تعاریف

دیوارهای بتنی به عنوان دیافراگم های عمودی می باشند که از آنها اساساً برای مقاوم سازی در مقابل بارهای جانبی در سازه استفاده میشود.

2-1-2- انواع دیوارهای سازه ای

دیوارهای سازه ای بنا بر نسبت نماء[9] دیوار (نسبت ارتفاع به طول) به دو گروه طبقه بندی می شوند.

1- دیوارهای بلند[10]

این نوع از دیوارها توسط نسبت زیاد ارتفاع به طول مشخص شده ا ند. در این نوع از دیوارها جزء اصلی تغییر شکل، تغییر شکل خمشی است، اما باید گفت که تغییر شکل برش در مقایسه با آن کم است.این نوع از دیوارها در ساختمان هائی با اندازه بلند و متوسط استفاده میشود. Bachmann  در سال 1999 برنامه تحقیقاتی جامعی را در خصوص سیستم  های دیوار سازه ای بلند اجراء کرد. او آزمایشات چرخه ای، دینامیکی و شبه دینامیکی را بر روی نمونه هائی از دیوارها (دیوارهائی در مقیاس بزرگ) اجراء کرد و حالت های مختلف شکست و گسیختگی را گزارش کرد و در نهایت به مقایسه نتایج آزمایشات مختلف پرداخت.

2- دیوارهای کوتاه[11]

این نوع از دیوارها توسط نسبت کم ارتفاع به طول مشخص شده اند. تغییر شکل برش، درصد زیادی از تغییر شکل را منجر میشود. در این نوع از دیوارها، روی دادن شکست خمشی غیر محتمل است. این نوع از دیوارهای در بناهائی چون مدارس، مراکز خرید و … کاربرد دارند. لازم به ذکر است که در این ساختمان ها از دیوارهای بتنی مسلح به منظور مقاوم سازی در مقابل بارهای جانبی استفاده میشود. چنین دیوارهائی در رآکتورهای هسته ای هم کاربرد دارند. Doostadr در سال 1994 به بررسی مشخصات منوط به تغییر شکل غیر قابل ارتجاع و نیز مقاومت و  یا قدرت دیوارهای ذکر شده پرداخت. او حتی آزمایشاتی را بر روی دیوارهائی با نسبت نماء 75/0 و 1/0 اجراء کرد. اجزاء تغییر شکل منوط بر برش و خمشی می باشند که به طور برابر در چنین دیوارهائی لحاظ شده ا ند و تقریبا 80 درصد تغییر شکل کلی را تشکیل داده اند. آزمایش Palermo در سال 1998 در خصوص دیوارهای بالدار کوتاه[12] تحت بارگذاری چرخه ای استاتیک بود که با انجام این آزمایش، بدین نتیجه رسید که این دیوارها منحنی های هیسترزیس[13] را با پخش انرژی کم، در مقایسه با دیوارهای برشی بلند، تولید می کنند. خط تقسیم بین دو نوع دیوارها چندان بارز و مبرهن  نیست.

3-1-2- بارها

دیوارهای بتنی مسلح به سه نوع از بارها بنام بارهای جانبی در صفحه[14]، بارهای عمودی[15] و بارهای خارج از صفحه[16] ارجاع داده شده اند.

1- بارهای جانبی در صفحه

اساسا دلیل روی دادن چنین بارهائی اثرات و پیامدهای باد یا زلزله است. مقاوم سازی این بارها، نقش و موضوع اصلی دیوارهای سازه ای است. بر خلاف بارهای گرانشی، این بارها به لحاظ بزرگی و مسیر (جهت) فرق می کنند و مساله باید در آنالیز و نیز طراحی لحاظ شوند. بخش زیادی از تحقیقاتی که منوط به دیوارهای سازه ای به بررسی این نوع از بارها اختصاص یافته است.

2- بارهای عمودی

اگرچه مقاوم سازی بارهای جانبی نقش اصلی در  دیوارهابتنی را دارند،اما در کنارآن بارهای ثقل یا گرانش عمودی می باشند. این بار روی رفتار دیوارهای سازه ای بلند اثر می گذارد و باید در هر بررسی که مرتبط به آنالیز و طراحی دیوارها است، لحاظ شود. بار محوری، مقاومت را نسبت به شکست برشی باافزایش نیروی اصطکاک به  موازات صفحه شکست افزایش می دهد و حتی باعث افزایش مقاومت خمشی بتن مسلح و نیز کاهش قدرت برش میشود، که بنا بر نظریه Taghdi و همکارانش[17] در سال 2000، احتمال شکست یا گسیختگی ناشی از فشار قطری را افزایش میدهد. علاوه بر این، بار محوری، شکل پذیری خمیدگی یا انحناء[18] را افزایش می دهد.

3- بارهای خارج از صفحه

دیوارها در مقاوم سازی بارهای خارج از صفحه کارآمد و موثر نمی باشند. اکثریت محققان مقاومت دیوارها را نسبت به این بارها نادیده می گیرند. اما، برخی از تحقیقات در خصوص رفتار خارج از صفحه دیوارهای پایه یا ستون پل[19] انجام شده اند، زیرا تجارب بدست آمده از زلزله های گذشته نشان داده است که این مسیر می تواند برای دیوارهای پل بحرانی باشد .Abu Shadi. و همکارانش[20] در سال 2000 مدل تحلیلی را به منظور توصیف رفتار دیوارها توسعه دادند و به مقایسه نتایج این مدل با 7 نمونه های دیگر دیوارهائی پرداختند (این دیوارها در مقیاس 2/1 بوده و تحت بارهای چرخهای آزمایش شده بودند) و در نهایت به نتایج خوبی دست یافتند.

4-1-2- حالت های شکست و گسیختگی

به منظور مقاوم سازی دیوارهای سازه ای، باید انواع مختلف شکست ها را پیش بینی کرد و از آنها جلوگیری به عمل آورد. چندین نوع از حالتهای مختلف شکست وجود دارند که ما در زیر به برخی از آنها اشاره خواهیم کرد.

1- شکست خمشی

اساساً این نوع از شکست در دیوارهای بلند رخ میدهد. در دیوارهای سازه ای که به خوبی طراحی شده اند، در ابتدا فولاد جهت کششی[21]، در بخش بیشترین گشتاور، دیده میشود و سپس بتن جهت فشار و فشردگی[22] خرد میشود. اما خرد شد بتن در دیوارهائی با طرح دفاعی رخ می دهد. در نهایت ممکن است شکست فولاد کششی یا فولاد فشار رخ دهد. تحت بارگذاری مداوم، فولاد فشاری ممکن است کج شود یا تاب بردارد. نمونه هائی از بررسی های انجام شده  که دال بر این نوع از شکست می باشند شامل بررسی های Lefas و همکارانش[23] در سال 1990 و Iso و همکارانش[24] در سال 2000 است.

تعداد صفحه :140

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید

4 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.