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

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

تعداد صفحه :173
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 که بر طبق قوانین ساختمان سازی پیش لرزه ای طراحی شده بود، مورد آزمایش قرار گرفت و مکانیسم شکست برش غیر شکل پذیر نشان داده شد. در دو طرح دیگر مقاوم سازی از FRP 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 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 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.

فهرست مطالب
عنوان صفحه

فصل اول- انگیزه و هدف
1-1- انگیزه و هدف 2
2-1- فصل بندی فصول مختلف پایان نامه 2
3-1- تصاویر دیوارهای برشی بر اثر زلزله کشور ترکیه 4
فصل دوم- بررسی کلی
1-2- دیوارهای سازه ای 8
1-1-2- تعاریف 8
2-1-2- انواع دیوارهای سازه ای 8
3-1-2-بارها 9
4-1-2- حالت های شکست و گسیختگی 10
2-2- بررسی آزمایشی 12
3-2- نوع بارگذاری 12
4-2- ساختار آزمایشی اندازه نمونه ها 14
5-2- بررسی تحلیلی 16
6-2- طراحی 17
7-2- تکنیک های قدیمی نوسازی و مقاوم سازی 17
فصل سوم- کلیات
3-1- کلیات 21
1-1-3- نیروی زلزله 21
2-1-3- تغییر کاربردی سازه 21
3-1-3- عدم رعایت ضوابط اجرایی 21
1-3-1-3- تقویت پل 22
2-3-1-3- تغییرات آئین نامه های بارگذاری و ضرایب آنها 22
3-3-1-3- خوردگی 22
2-3- آشنای با FRP 23
1-2-3- ضرورت مقاوم سازی 23
2-2-3- عوامل مؤثردرانتخاب روش مقاوم سازی 23
3-2-3- برخی ازروشهای مقاوم سازی سازه های بتن آرمه 23
4-2-3 -در مقاوم سازی بایستی پارامترهای پاسخ طراحی را کنترل نماییم 24
3-3- بهسازی 24
4-3- تعمیر 24
5-3-FRP چیست 25
1-5-3- مزایای استفاده از FRP در سازه های بتن آرمه 25
2-5-3- برخی از موارد کاربرد FRP 26
6-3- کامپوزیتها 26
1-6-3- انواع فیبرها 26
2-6-3 -پلیمر 32
3-6-3 – رزین‌ها 32
7-3 اشکال مختلف FRP در صنعت ساختمان 33
8-3- مزایای استفاده از میلگرد FRP 33
9-3 – روشهای تولید FRP 35
10-3- مراحل نصب 36
11-3 – مقاوم سازی اعضای باربرسازه ای باورقه FRP 39
12-3 – مروری بر تحقیقات گذشته 44
13-3 – اهمیت بررسی 45
فصل چهارم- برنامه آزمایشی
1-4 –کلیات 48
2-4- نمونه ها 48
1-2-4- مدلسازی وطراحی نمونه ها 48
1-1-2-4- مدل دیوار 48
2-1-2-4- نیازها و شرائط متشابه 49
3-1-2-4- مدلسازی مفصل پلاستیکی 50
4-1-2-4- طراحی نمونه ها 50
2-2-4- قالب های وآرماتور بندی نمونه ها 51
3-2-4- خصوصیات مواد 53
1-3-2-4- بتن 53
2-3-2-4- آرماتور فولادی 54
3-3-2-4- FRP 55
3-4- بارگذاری و ساختار آزمایش 59
1-3-4- تنظیم و ساختار آزمایش 59
2-3-4- بارگذاری 60
1-2-3-4- توالی بارگذاری 60
4-4- استفاده از ابزار و مجهز کردن 61
1-4-4- کرنش های فولادی 61
2-4-4- کرنش های FRP 62
3-4-4- جابجائی ها 63
5-4- طرح های مقاوم سازی 64
1-5-4- مقاوم سازی برش 65
2-5-4- افزایش شکل پذیری 66
3-5-4- طرح مقاوم سازی دیوار RW1 67
4-5-4- طرح مقاوم سازی دیوار RW2 69
فصل پنجم- نتایج آزمایش
1- 5- دیوار کنترل CW.. 71
1-1-5- پیشرفت آزمایش 71
2-1-5- جابجائی جانبی 73
3-1-5- پیچش ها 74
4-1-5- خمش ها 75
5-1-5- تنش های برشی 77
6-1-5- کرنش ها 78
2-5- بهسازی و نوسازی دیوار RW1 81
1-2-5- پشرفت آزمایش 81
2-2-5- جابجائی های جانبی 82
3-2-5- پیچش ها 83
4-2-5- تنش های برشی 84
5-2-5- کرنش ها در میلگردهای ارماتور 85
6-2-5- کرنش ها در FRP 87
3-5- بهسازی و نوسازی دیوار RW2 88
1-3-5- پیشرفت آزمایش 88
2-3-5- جابجائی های جانبی 89
3-3-5- پیچش ها 90
4-3-5- تنش های برشی 92
5-3-5- کرنش ها در آرماتور فولادی 94
6-3-5- کرنش ها در FRP 96
4-5- بحث و نتایج 97
1-4-5- جابجائی جانبی (انحراف) و شکل پذیری 97
2-4-5- پیچش ها 98
3-4-5- تنش های برشی 99
4-4-5- پخش انرژی 99
5-4-5- کرنش های فولادی 99
6-4-5- کرنش های FRP 100
7-4-5- محدوودیت (Confinement) 100
8-4-5- خلاصه 101
فصل ششم- مدل اجزاء محدود
1-6- المان های انتخاب شده 103
1-1-6-المان بتن 103
1-1-6- مد ل سازی ترک خوردگی 105
2-1-1-6- مدلسازی خرد شدگی بتن 109
3-1-1-6- معیار شکست 109
2-1-6- المان فولادی 114
3-1-6- المان FRP 115
2-6- خصوصیات مواد 118
3-6- شرائط مرز ی و ژئومتری مدل 118
4-6- نتایج آنالیز دیوار کنترل یا CW 119
5-6: نتایج آنالیز دیوار RW1 122
6-6- نتایج آنالیز دیوار RW2 123
7-6- تفاسیر نتایج آنالیز FE 126
فصل هفتم- مدل تحلیلی
1-7-مدلسازی مواد یا مصالح 129
1-1-7-محدودیت بتن 129
1-1-1-7- مدل های سنتی و قدیمی محدودیت 129
2-1-1-7-نتایج آزمایشی بخش های مستطیل شکل محدود به FRP 131
3-1-1-7-مدل های منوط به بخش های بتنی وابسته به FRP 133
4-1-1-7-اجراء روشی مبتنی بر مدل Spoelstra & Monti 137
5-1-1-7-اجراء مدل VCCM 141
6-1-1-7-مقایسه نتایج دو روش ها 143
2-1-7-لغزش پیوند یا Bond slip 145
2-7-انتخاب های مدلسازی 148
2-1-7-بارها 148
2-2-7-شرط مرزی 148
3-7-نمونه های آزمایشی تصدیق شده 150
فصل هشتم- خلاصه و نتایج
1-8- خلاصه 162
2-8- نتایج کلی 163
منابع 166

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند