پایان نامه مدلسازی واکنش قلیایی در آنالیز بتن با روش اجزاء محدود

پایان نامه مدلسازی واکنش قلیایی در آنالیز بتن با روش اجزاء محدود
پایان نامه کارشناسی ارشد – عمران – سازه هیدرولیکی
–
چکیده :
بتن را می توان به عنوان یکی از محورهای شاخص سازه و ابنیه معرفی کرد . در کنار تمامی ویژگیهای مثبت و منحصر به فرد ، بتن همانند هر ماده دیگری در جهان هستی دارای پاره ای خواص منفی نیز می باشد که منجر به بروز چالشها در استفاده از آن میگردد . از جمله می توان به مواردی چون خزش ، فرسایش ،… اشاره کرد . یکی دیگر از عواملی که در کنار عوامل فوق می تواند روی بهره برداری بهینه از بتن موثر باشد تورم سنگدانه های موجود در بتن تحت تاثیر پدیده ای به نام واکنش قلیایی سنگدانه است .
واکنش قلیایی سنگدانه ها ، یک واکنش شیمیایی در سنگدانه های خاص و قلیایی موجود در بتن است که منجر به تشکیل یک ژل سیلیسی- قلیایی که تولید فشار کرده و در نهایت سبب انبساط و ایجاد ترک و کاهش مقاومت بتن می شود .
در این پژوهش اثر این پدیده در دراز مدت روی تیر بتنی مسلح و وضعیت تیر از لحاظ رفتار خمشی ، همچنین تاثیر درصد آرماتورهای کششی و فشاری و ظرفیت باربری بررسی خواهد شد . تیرهای بتن آرمه بر اساس خواص مکانیکی بتن در نظر گرفته شده است . تیرها mm1100 درازا داشت ̨ سپس مدلی به روش اجزاء محدود توسط برنامه ABAQUS برای واکنش قلیایی – سنگدانه ها طراحی شده است . در مدل ارائه شده واکنش قلیایی بصورت فشار داخلی یکنواخت و با معادلات حاکم بر این پدیده منظور گردیدند و نتیجه کلی واکنش قلیایی باعث افزایش تنش آرماتور کششی می گردد که در هنگام طرح تیر بایستی در نظر گرفته شود . همچنین برای بررسی صحت نتایج بدست آمده از مدل با نتایج واقعی با مطالعاتی که در گذشته در این زمینه صورت گرفته است به قیاس گذاشته شده است .
واژه های کلیدی : واکنش قلیایی سیلیسی سنگدانه ها ، انبساط ، تیر بتنی مسلح ، مقاومت خمشی

فهرست مطالب
چکیده 1
مقدمه2

فصل اول : کلیاتی در خصوص پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها5
1-1-مقدمه 6
1-2-انواع واکنش قلیایی سنگدانه ها6
1-2-1-واکنش قلیایی سیلیسی6
1-2-2-واکنش قلیایی سلیس- سیلیکاتی7
1-2-3-واکنش قلیایی کربناتی7
1-3-مکانیسم واکنش قلیایی سنگدانه ها7
1-3-1-واکنش قلیایی سیلیسی (ASR ) 7
1-3-2-واکنش قلیایی کربناتی (ACR 9
1-4-شرایط لازم برای واکنش قلیایی سنگدانه ها10
1-5-مراحل فرایند واکنش قلیایی11
1-5-1-مرحله نهفتگی 11
1-5-2-مرحله ایجاد ترک11
1-5-3-مرحله تثبیت12
1-6- نشانه های واکنش قلیایی سنگدانه ها12
1-7-ارزیابی نرخ خرابیها14
1-8-پیشگیری از واکنش قلیایی16
1-9- مدیریت سازه های تحت تاثیر واکنش قلیایی سنگدانه ها19
1-10-روشهای بهبود وضعیت سازه متاثر از واکنش قلیایی سنگدانه ها 20
1-11-نتیجه گیری21

فصل دوم : مطالعات علمی و تجربی گذشته22
2-1-مقدمه23
2-2- تحقیقات در مورد مدلهای ارائه شده23
2-2-1- مدل دو فازی24
2-2-2- تحقیقات Wen 25
2-2-3–مدل ترمودینامیکی26
2-2-4- مدل ترمومکانیک واکنش قلیایی27
2-2-5- مدل پارامتریک واکنش قلیایی28
2-2-6- تحقیقات Romera29
2-2-7-تحقیقات seignol32
2-2-8-مدل Larive34
2-2-9- تحقیقات Turanli35
2-2-10- تحقیقات Swamy37
2-2-11 -تحقیقات Hamada40
2-3-نتیجه گیری43

فصل سوم : مروری بر نتایج آزمایش مبناء44
3-1-مقدمه45
3-2-مقاومت فشاری متوسط نمونه ها45
3-3- نحوه ساخت تیره ها و درصد آرماتور آن ها 45
3-3-1-نحوه آماده کردن تیرهای بتنی جهت بارگذاری 46
3-4-بررسی نتایج آزمایش ها و تجزیه و تحلیل آنها47
3-4-1-مقدمه47
3-4-2 مقایسه کرنش در بتن تیرهای با سنگدانه های فعال و غیر فعال48
3-4-3- مقایسه کرنش های ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها در تیرهای بتنی 52
3-8-بررسی تعیین ظرفیت خمشی تیرهای بتنی مسلح 55
3-9-بررسی نتایج آزمایش مبناء با تحقیقات گذشته57

فصل چهارم : مدل کردن تیرها با روش عناصر محدود58
4-1-مقدمه 59
4-2-مدل سازی59
4-2-1-مدل کردن فشار داخلی61
4-2-2-مدل کردن آرماتورها (فولاد) 66
4-3-مقایسه نتایج مدل و آزمایش66
4-4- محدودیتهای مدل عددی 81
4-5- روش گام به گام مدل کردن81
4-6-نتیجه گیری82
فصل پنجم : نتیجه گیری83
نتیجه گیری84
فصل ششم : پیشنهادات85
پیشنهادات86
پیوست الف87
پیوست ب92
فهرست مراجع97
چکیده انگلیسی

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