گروه آموزشی عمران

پایان­نامه برای دریافت درجه­ کارشناسی ارشد

در رشته­ی :مهندسی عمران گرایش سازه

عنوان:

بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP

استاد راهنما:

دکترهوشیار ایمانی

استاد مشاور:

دکترملک محمدرنجبر

پژوهشگر:

سعیده حسین زاده کجیدی

زمستان 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

چکیده:
امروزه بسیاری از سازه های بتن آرمه که در حال بهره برداری هستند، عمری بیش از 75 سال دارند و به دلیل حوادث طبیعی از قبیل زلزله و باد و یا بر اثر خستگی مصالح و یا عوامل خورنده آسیب دیده اند. نگهداری از سازه ها به دلیل هزینه ساخت و تعمیر بسیار مهم می باشد. با مطالعه رفتار سازه های بتنی مشخص می گردد عوامل متعددی مانند: اشتباهات طراحی و محاسبه، عدم اجرای مناسب، تغییر کاربری سازه ها از دوام آنها می کاهد ضمنا تغییر آیین نامه های ساختمانی ) باعث تغییر در بارگذاری و ضرایب اطمینان می گردد) نیز سبب ارزیابی و بازنگری مجدد طرح و سازه می گردد تا در صورت لزوم بهسازی و تقویت گردد.
روش های متنوعی برای تعمیر و تقویت سازه های بتن آرمه بهره گیری می گردد. از آن جمله می توان تقویت با پوشش فلزی و بتنی را نام برد، که در مقایسه، پوشش فولاد نسبت به بتن از نظر وزن مزیت دارد اما فولاد نیز دارای نقصان های متعددی مانند هزینه سنگین و سختی در اجرا و همچنین آسیب پذیری در محیط های خورنده می باشد. ماده جدید FRP سال هاست که به سبب ویژگی های منحصر به فرد مانند تقویت و مقاوم سازی سازه های موجود در موردها خمشی و برشی و دور گیری و مقاومت بالا در برابر خوردگی و . . . در مقاوم سازی و بهسازی سازه ها به کار می طریقه.
ستون های بتن مسلح، اعضای اصلی مقاوم در برابر بارهای افقی و قائم در سازه های بتنی به شمار می آید پس مقاوم کردن ستون ها در برابر نیروهای زلزله می تواند تأثیر مهمی را در مقاوم سازی کل سازه اعمال کند. در نتیجه بهره گیری از کامپوزیت های  FRPجهت مقاوم سازی ستون های بتنی مسلح در دنیا گسترش یافته می باشد و مطالعه در این زمینه از طرف محققین زیادی انجام می شود.
در این پژوهش یک پل با ابعاد واقعی انتخاب و قاب های آن با نرم افزار اجزای محدود ABAQUS تحت بارهای ثقلی، باد، آب و زلزله قرار گرفته و با سه شتاب نگاشت زلزله، منجیل، Northridge و Chi Chi تایوان، تحت تحلیل استاتیکی ودینامیکی غیر خطی قرار گرفته و با چسباندن لایه های CFRP بر حسب نیاز هر پایه، تغییر در اندازه حداکثرجابجایی، اندازه برش و اتلاف انرژی پایه آنها  مطالعه شده  و اختلاف در نتایج دو روش استاتیکی و دینامیکی محاسبه شده می باشد.
 
کلید واژه­ها: پل بتن آرمه، باد، آب، شتاب نگاشت، بهسازی، ورق FRP

 
 
فهرست مطالب

شماره و عنوان   صفحه

فصل اول: کلیات
1-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2
1-2- اظهار مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3
1-3- پیشینه پژوهش …………………………………………………………………………………………………………………………………………………3
1-4- ضرورت، اهمّیت و هدف پژوهش ………………………………………………………………………………………………………………………8
1-5- ساختار پژوهش …………………………………………………………………………………………………………………………………………………9
فصل دوم: آشنایی با مصالح کامپوزیتی FRP
2-1- معرفی ورق های FRP …………………………………………………………………………………………………………………………………11
2-1-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………..12
2-1-2- انواع ورق های کامپوزیت FRP ……………………………………………………………………………………………………..12
2-1-3- رزین های تشکیل دهندهFRP ………………………………………………………………………………………………………12
2-1-4- انواع فیبرهای تشکیل دهنده FRP ……………………………………………………………………………………………….12
2-1-5- خصوصیات الیاف………………………………………………………………………………………………………………………………13
2-1-6- ویژگی های مکانیکی کامپوزیت های FRP …………………………………………………………………………………..14
2-1-7- مقایسه عملکرد انواع کامپوزیت های FRP در مقاوم سازی سازه ها ………………………………………….. 15
2-1-8- ضریب ایمنی ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 16
2-1-9- روش های مقاوم سازی ……………………………………………………………………………………………………………………16
2-1-10- ملاحظات اجرایی …………………………………………………………………………………………………………………………..19
2-1-11- اصلاح شکل مقطع ………………………………………………………………………………………………………………………..20
2-1-12- ضوابط طراحی و بهسازی ستون ها با FRP ………………………………………………………………………………..21
فصل سوم: روش های مدل سازی و تحلیل لرزه ای پل ها
3-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….29
3-2- روش بدست آوردن تغییر مکان هدف در FEMA-356 …………………………………………………………………………….29
3-3- روش بدست آوردن جابجایی تقاضا در ATC-40 ……………………………………………………………………………………….33
3-3-1- روش طیف ظرفیت برای بدست آوردن نقطه عملکرد سازه بر اساس آیین نامه ی  ATC-40…….36
3-4- رفتار اعضای سازه ………………………………………………………………………………………………………………………………………….50
3-5- مقاومت مصالح ………………………………………………………………………………………………………………………………………………51
3-5-1- روش بدست آوردن کرانه ی پایین مقاومت مصالح و مقاومت مورد انتظار مصالح در طراحی……….52
3-6- ضریب آگاهی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………54
3-7- کاربرد ضریب آگاهی در بهسازی و طراحی بر اساس عملکرد ……………………………………………………………………..56
3-8- معیارهای پذیرش برای روش های غیر خطی ………………………………………………………………………………………………56
3-9- معیارهای پذیرش برای سازه های بتن آرمه بر اساس دستورالعمل بهسازی و FEMA-356 …………………..58
3-9-1- مقاومت مورد انتظار در اعضای بتن مسلح بر اساس FEMA-356 ………………………………………………58
3-9-2- مقاومت مورد انتظار در اعضای بتن مسلح بر اساس دستورالعمل بهسازی ……………………………………58
فصل چهارم: معرفی سازه مورد مطالعه و تحلیل آن
4-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………64
4-2- معرفی سازه مورد مطالعه ……………………………………………………………………………………………………………………………..64
4-2-1- مشخصات مصالح و پل مورد مطالعه ……………………………………………………………………………………………….64
4-3- بارگذاری ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….70
4-3-1- بار زنده …………………………………………………………………………………………………………………………………………….70
4-3-2- اثر جریان آب …………………………………………………………………………………………………………………………………..72
4-3-3- فشار جانبی خاک …………………………………………………………………………………………………………………………….72
4-3-4- اثر باد ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….72
4-3-5- اهداف عملکردی ……………………………………………………………………………………………………………………………..73
4-3-6- بارهای جانبی …………………………………………………………………………………………………………………………………..75
4-3-7- اثر P-∆  …………………………………………………………………………………………………………………………………………..76
4-4- روش تحلیل دینامیکی پل ها ……………………………………………………………………………………………………………………….81
4-4-1- روش تحلیل دینامیکی طیفی (با بهره گیری از تحلیل مدها) …………………………………………………………….82
4-4-2- روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی …………………………………………………………………………………………..84
فصل پنجم: واکاوی مدل و مطالعه نتایج
5-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………93
5-2- مدل سازی در نرم افزار اجزای محدود ABAQUS ………………………………………………………………………………….93
5-2-1- مدل سازی بتن در نرم افزار ABAQUS ………………………………………………………………………………………93
5-2-2- مدل سازی FRP در ABAQUS …………………………………………………………………………………………………97
5-2-3- مدل سازی آرماتور در ABAQUS …………………………………………………………………………………………….100
5-3- ارزیابی صحت مدل تحلیلی ………………………………………………………………………………………………………………………..100
5-4- تحلیل دینامیکی غیر خطی ………………………………………………………………………………………………………………………102
5-4-1- اثر CFRP بر جابجایی و برش پایه …………………………………………………………………………………………….102
5-4-2- نمودارهای تاریخچه زمانی جابجایی پایه ها …………………………………………………………………………………108
5-4-3- اثر CFRP بر انرژی ……………………………………………………………………………………………………………………..138
5-5-  نتایج حاصل از اثر باد بر روی پل ها ………………………………………………………………………………………………………..155
فصل ششم: جمع بندی و نتیجه گیری
6-1- کلیات …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………157
6-2- اختصار پژوهش و نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………………..157
6-3- پیشنهادات برای تحقیقات آینده ……………………………………………………………………………………………………………….158
مراجع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………159
 
 
 
فهرست جدول­ها
 

شماره و عنوان جدول                                                                صفحه

 
جدول2-1: ویژگی های مکانیکی کامپوزیت های GFRP،  CFRP و  AFRP………………………………………………….14
جدول2-2: مقایسه بین ویژگی های انواع  FRPها ……………………………………………………………………………………………..15
جدول 2-3: ضرایب ایمنی جزئی برای فولاد و FPR ……………………………………………………………………………………………16
جدول2-4: مقایسه ای بین روش های مختلف مقاوم سازی ستون ها …………………………………………………………………19
جدول 3-1: مقادیر تقریبی Co براساس دستورالعمل بهسازی و FEMA-356 ………………………………………………….30
جدول 3-2: تعیین …………………………………………………………………………………………………………………………………………….31
جدول 3-3: ضریب اصلاح Cm بر اساس دستورالعمل بهسازی و FEMA-356 ………………………………………………..32
جدول 3-4: مقادیر ضریب  C2……………………………………………………………………………………………………………………………….32
جدول 3-5: شتاب مبنای طرح (A) در نواحی گوناگون کشور  …………………………………………………………………………….33
جدول 3-6: مقادیر حداقل مجاز SRA و SRV……………………………………………………………………………………………………….43
جدول 3-7: تعیین نوع سازه بر اساس آیین نامه ی ATC-40 ……………………………………………………………………………45
جدول 3-8: تعیین ضریب اصلاح میرایی بر اساس آیین نامه یATC-40 ………………………………………………………….46
جدول3-9: ضرایب تبدیل کرانه ی پایین مقاومت به مقاومت مورد انتظار……………………………………………………………53
جدول 3-10: ضرایب تبدیل کرانه ی پایین مقاومت به مقاومت مورد انتظار………………………………………………………..54
جدول 3-11: تعیین ضریب k بر اساس FEMA-356 ………………………………………………………………………………………..55
جدول 3-12: تعیین ضریب k بر اساس دستورالعمل بهسازی ……………………………………………………………………………..55
جدول 3-13: کاربرد ضریب آگاهی k در محاسبه ی ظرفیت اعضای کنترل شونده توسط نیرو و تغییر شکل در تحلیل های غیر خطی………………………………………………………………………………………………………………………………………………56
جدول 3-14: پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش برای روش های غیرخطی – تیرهای بتن مسلح …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..60
جدول 3-15: پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش برای روش های غیرخطی–  ستون های بتن مسلح  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..61
جدول3-16: پارامترهای مدل سازی و معیار پذیرش روش های غیرخطی – اتصالات تیر – ستون بتن مسلح …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..62
جدول 4-1: مشخصات بتن و فولاد ………………………………………………………………………………………………………………………..67
جدول 4-2: مقادیرتنش فروپاشی CFRP………………………………………………………………………………………………………………68
جدول 4-3 :ویژگی های مکانیکی ورق های CFRP …………………………………………………………………………………………….68
جدول 4-4: ترکیبات بار محتمل مورد بهره گیری در تحلیل استاتیکی غیر خطی …………………………………………………..81
جدول 4-5: مشخصات شتاب نگاشت های بکار برده شده جهت ارزیابی لرزه ای پل ها ……………………………………..85
جدول 5-1: حداکثر تغییر مکان حاصل از تحلیل برای سطح خطر1 ………………………………………………………………..103
جدول 5-2: حداکثر تغییر مکان حاصل از تحلیل برای سطح خطر2 …………………………………………………………………104
جدول 5-3: حداکثر تغییر مکان پایه های p1  و p2  برای زلزله منجیل، سطح خطر 2 بعد از چسباندن 3 لایه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….105
جدول 5-2: حداکثر تغییر مکان پایه  p1برای زلزله منجیل، سطح خطر 2 بعد از چسباندن 5 لایه ………………..105
جدول 5-2: برش پایه قبل و بعد از بهسازی برای زلزله سطح خطر 1………………………………………………………………..106
جدول 5-2: برش پایه قبل و بعد از بهسازی برای زلزله سطح خطر2…………………………………………………………………107
جدول 5-7: تغییرات اتلاف انرژی به درصد …………………………………………………………………………………………………………153
جدول 5-8: نتایج تحلیل برای نیروی باد …………………………………………………………………………………………………………….155
 
 
 
فهرست شکل­ها

شماره و عنوان شکل     صفحه

 
شکل 2-1:FRP  ساخته شده از فیبرهای نا همسانگرد یک طرفه، عمده تنش بوسیله الیاف تحمل می گردد……..11
شکل 2-1: منحنی تنش-  کرنش الیاف پلیمری در مقایسه با فولاد. ……………………………………………………………………13
شکل 2-3: جکت FRP با الیاف افقی …………………………………………………………………………………………………………………….17
شکل 2-4: پوشش طولی FRP ………………………………………………………………………………………………………………………………18
شکل 2-5: اصلاح شکل مقطع، بدون شکستن گوشه ها. ………………………………………………………………………………………20
شکل 2-6: اصلاح شکل مقطع، پس از شکستن گوشه ها. …………………………………………………………………………………….20
شکل 3-1: منحنی طیف ظرفیت و منحنی طیف تقاضا با میرایی های متفاوت در دستگاه مختصات جابجایی طیفی – شتاب طیفی (فرمت ADRS)…………………………………………………………………………………………………………………..34
شکل 3-2: منحنی طیف ظرفیت و منحنی طیف تقاضا با میرایی های متفاوت در دستگاه مختصات جابجایی طیفی – شتاب طیفی (فرمت ADRS)…………………………………………………………………………………………………………………..35
شکل 3-3: منحنی طیف پاسخ الاستیک با میرایی ٪5…………………………………………………………………………………………..36
شکل 3-4: منحنی ظرفیت (پوش آور) …………………………………………………………………………………………………………………..37
شکل 3-5: طریقه تبدیل طیف پاسخ استاندارد به فرمت ADRS……………………………………………………………………………38
شکل 3-6: طریقه تبدیل منحنی ظرفیت به فرمت ADRS……………………………………………………………………………………..40
شکل 3-7: منحنی طیف ظرفیت و طیف پاسخ همراه با یکدیگر در فرمت ADRS. …………………………………………..41
شکل 3-8: روش یافتن جابجایی معادل بصورت تقریبی از روی منحنی طیف ظرفیت و طیف تقاضا………………….41
شکل 3-9: تقریب دو خطی منحنی طیف ظرفیت………………………………………………………………………………………………….42
شکل 3-10: روش بدست آوردن نقطه ی عملکرد از روی منحنی طیف ظرفیت دندانه دار………………………………….42
شکل 3-11: مفاهیم تصویری پارامترهای مؤثر در محاسبه ی   ……………………………………………………………………45
شکل 3-12: منحنی های طیف تقاضای کاهش یافته پس از اعمال ضرایب کاهش یافته در هر مرحله………………47
شکل 3-13: مختصات نقطه ی طیفی فرض شده ( ) و بدست آمده  در منحنی طیف ظرفیت…………………47
شکل3-14: منحنی طیف پاسخ الاستیک قاب 1 …………………………………………………………………………………………………..48
شکل3-15: منحنی ظرفیت قاب 1 تحت زلزله منجیل (سطح خطر 2)………………………………………………………………..49
شکل 3-16: نمودار عملکرد قاب 1. ……………………………………………………………………………………………………………………….49
شکل 3-17: منحنی رفتار عضو شکل پذیر. …………………………………………………………………………………………………………..50
شکل 3-18: منحنی رفتار عضو نیمه شکل پذیر. …………………………………………………………………………………………………..51
شکل 3-19: منحنی رفتار عضو شکننده. ……………………………………………………………………………………………………………….51
شکل 3-20: مقاومت مورد انتظار، اسمی و طراحی درنمودار لنگر- دوران ……………………………………………………………52
شکل 3-21: معیارهای پذیرش برای اعضای اصلی(P=Primary) ‌و اعضای غیراصلی(S=Secondary)…………….57
شکل 3-22: نمودار بار- جابجایی در المان های بتنی بر اساس FEMA-356 …………………………………………………..58
شکل 4-1: ‌نمای عمومی پل مورد مطالعه. …………………………………………………………………………………………………………….65
شکل 4-2: مقطع عرضی پل. ………………………………………………………………………………………………………………………………….66
شکل 4-3: مقطع ستون و سر ستون پایه های p1 و p6. ……………………………………………………………………………………….66
شکل 4-4: مقطع ستون و سر ستون پایه های p2 تا p5. ………………………………………………………………………………………67
شکل 4-5: قاب1 و قاب 2، مدل شده در ABAQUS. ………………………………………………………………………………………..69
شکل 4-6: چگونگی استقرار بار نوع اول بر روی عرشه پل. …………………………………………………………………………………………71
شکل 4-7: فشار جانبی خاک. ………………………………………………………………………………………………………………………………..72
شکل 4-8: عرشه پل که تحت تاثیر بارگذاری طولی و عرضی قرار دارد ……………………………………………………………….78
شکل 4-9: عرشه پل که تحت تاثیر بارگذاری طولی و عرضی معادل زلزله قرار دارد …………………………………………..79
شکل 4-10: زوج شتاب نگاشت زلزله chi-chi (سطح خطر 1). ………………………………………………………………………….86
شکل 4-11: زوج شتاب نگاشت زلزلهNorthridge  (سطح خطر 1 …………………………………………………………………….87
شکل 4-12: زوج شتاب نگاشت زلزلهManjil  (سطح خطر 1). …………………………………………………………………………..88
شکل 4-13: زوج شتاب نگاشت زلزله chi-chi (سطح خطر 2). ………………………………………………………………………….89
شکل 4-14: زوج شتاب نگاشت زلزلهNorthridge  (سطح خطر 2). ………………………………………………………………….90
شکل 4-15: زوج شتاب نگاشت زلزلهManjil  (سطح خطر 2). …………………………………………………………………………..91
شکل 5-1: نقاط انتگرال گیری در دو حالت کاهش یافته و کاهش نیافته. …………………………………………………………..94
شکل 5-2: المان C3D8 و شماره وجه های محلی آن. ………………………………………………………………………………………..94
شکل 5-3: نقاط انتگرال گیری برای المان پوسته در دو حالت کاهش یافته و غیر کاهش یافته. ……………………….97
شکل 5-4: ورقه تک جهته. …………………………………………………………………………………………………………………………………….98
شکل 5-5: بردار نرمال برای المان های خرپایی سه بعدی. ………………………………………………………………………………..100
شکل 5-6: مشخصات هندسی ستون مورد مطالعه. …………………………………………………………………………………………….101
شکل 5-7: مقایسه نتایج مدل سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی. …………………………………………………………………….102
شکل 5-8: نمودارتاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزلهchi-chi  سطح خطر1 در جهت عرضی……………108
شکل 5-9: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 1 در جهت طولی…………108
شکل 5-10: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزله  Chi-chiسطح خطر 1 در جهت عرضی. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….109
شکل 5-11: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 1 در جهت طولی……..109
شکل 5-12: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزله  chi-chi سطح خطر 1 در جهت عرضی…….110
شکل 5-13: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزله  chi-chi سطح خطر 1 در جهت طولی………110
شکل 5-14: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزله  chi-chi سطح خطر 1 در جهت عرضی.  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….111
شکل 5-15: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزله  chi-chi سطح خطر 1 در جهت طولی.      ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….111
شکل 5-16: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزله   chi-chi سطح خطر 1 در جهت عرضی. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….112
شکل 5-17: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزله  chi-chi سطح خطر 1 در جهت طولی.      ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….112
شکل 5-18: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت عرضی.                                                                                                                                           ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….113
شکل 5-19: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت طولی.                                                                                                                                            ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….113
شکل 5-20: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت عرضی.                                                                                                                                            ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….114
شکل 5-21: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت طولی.                                                                                                                                            ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….114
شکل 5-22: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت عرضی.                                                                                                                              ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….115
شکل 5-23: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت طولی.                                                                                                                                    ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….115
شکل 5-24: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت عرضی. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….116
شکل 5-25: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت طولی. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….116
شکل 5-26: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت عرضی.                                                                                                                                  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….117
شکل 5-27: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 1 در جهت طولی.                                                                                                                                    ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….117
شکل 5-28: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت عرضی.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….118
شکل 5-29: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت طولی.         ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….118
شکل 5-30: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت عرضی.       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….119
شکل 5-31: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت طولی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….119
شکل 5-32: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت عرضی.       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….120
شکل 5-33: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت طولی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….120
شکل 5-34: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت عرضی.       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….121
شکل 5-35: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت طولی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….121
شکل 5-36: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت عرضی.       …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 122
شکل 5-37: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 1 در جهت طولی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….122
شکل 5-38: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 2 در جهت عرضی.                              ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….123
شکل 5-39: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 2 در جهت طولی.      ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….123
شکل 5-40: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 2 در جهت عرضی.     ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….124
شکل 5-41: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 2 در جهت طولی.      ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….124
شکل 5-42: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 2 در جهت عرضی.     ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….125
شکل 5-43: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایهp3  تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 2 در جهت طولی.      ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….125
شکل 5-44: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزله  Chi-chiسطح خطر 2 در جهت عرضی.     ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….126
شکل 5-45: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 2 در جهت طولی.       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….126
شکل 5-46: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزله  Chi-chiسطح خطر 2 در جهت عرضی.      ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….127
شکل 5-47: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزله chi-chi  سطح خطر 2در جهت طولی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….127
شکل 5-48: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت عرضی.                                                                                                                                   ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….128
شکل 5-49: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت طولی.                                                                                                                                   ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….128
شکل 5-50: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت عرضی.                                                                                                                                ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….129
شکل 5-51: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت طولی.                                                                                                                                    ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….129
شکل 5-52: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت عرضی.                                                                                                                                  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….130
شکل 5-53: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت طولی.                                                                                                                                    ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….130
شکل 5-54: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت عرضی.                                                                                                                                  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….131
شکل 5-55: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت طولی.                                                                                                                                  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….131
شکل 5-56: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت عرضی.                                                                                                                                 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….132
شکل 5-57: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزله  Northridgeسطح خطر 2 در جهت طولی.                                                                                                                                    ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….132
شکل 5-58: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت عرضی       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….133
شکل 5-59: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p1 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت طولی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….133
شکل 5-60: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت عرضی.       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….134
شکل 5-61: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p2 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت طولی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….134
شکل 5-62: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت عرضی.       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….135
شکل 5-63: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p3 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت طولی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….135
شکل 5-64: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت عرضی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….136
شکل 5-65: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p5 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت طولی.        ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….136
شکل 5-66: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت عرضی.       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….137
شکل 5-67: نمودار تاریخچه زمانی جابجایی پایه p6 تحت زلزلهManjil  سطح خطر 2 در جهت طولی.       ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….137
شکل 5-68: نمودار  انرژی- زمان قاب1 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 1. ………………………………………………….138
شکل 5-69: نمودار انرژی- زمان قاب 2 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 1. ………………………………………………….138
شکل 5-70: نمودار انرژی- زمان قاب 3 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 1. ………………………………………………….139
شکل 5-71: نمودار انرژی- زمان قاب 5 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 1. ………………………………………………….139
شکل 5-72: نمودار انرژی- زمان قاب 6 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 1. ………………………………………………….140
شکل 5-73: نمودار انرژی- زمان قاب 1 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 1. …………………………………………..140
شکل 5-74: نمودار انرژی- زمان قاب 2 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 1. …………………………………………..141
شکل 5-75: نمودار انرژی- زمان قاب 3 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 1. …………………………………………..141
شکل 5-76: نمودار انرژی- زمان قاب 5 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 1. …………………………………………..142
شکل 5-77: نمودار انرژی- زمان قاب 6 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 1. …………………………………………..142
شکل 5-78: نمودار انرژی- زمان قاب 1 تحت زلزله Manjil، سطح خطر 1. …………………………………………………..143
شکل 5-79 نمودار انرژی- زمان قاب 2 تحت زلزلهManjil ، سطح خطر 1. …………………………………………………….143
شکل 5-80:  نمودار انرژی- زمان قاب 3 تحت زلزله Manjil، سطح خطر 1. ………………………………………………….144
شکل 5-81: نمودار انرژی- زمان قاب 5 تحت زلزله Manjil، سطح خطر 1. ……………………………………………………144
شکل 5-82: نمودار انرژی- زمان قاب 6 تحت زلزلهManjil ، سطح خطر 1. ……………………………………………………145
شکل 5-83: نمودار انرژی- زمان قاب 1 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 2. ………………………………………………….145
شکل 5-84: نمودار انرژی- زمان قاب 2 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 2. ………………………………………………….146
شکل 5-85: نمودار انرژی- زمان قاب 3 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 2. ………………………………………………….146
شکل 5-86: نمودار انرژی- زمان قاب 5 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 2. ………………………………………………….147
شکل 5-87: نمودار انرژی- زمان قاب 6 تحت زلزله chi-chi ، سطح خطر 2. ………………………………………………….147
شکل 5-88: نمودار انرژی- زمان قاب 1 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 2. …………………………………………..148
شکل 5-89: نمودار انرژی- زمان قاب 2 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 2. …………………………………………..148
شکل 5-90: نمودار انرژی- زمان قاب 3 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 2……………………………………………..149
شکل 5-91: نمودار انرژی- زمان قاب 5 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 2 ……………………………………………149
شکل 5-92: نمودار انرژی- زمان قاب 6 تحت زلزله Northridge، سطح خطر 2. …………………………………………..150
شکل 5-93: نمودار انرژی- زمان قاب 1 تحت زلزله Manjil، سطح خطر 2. …………………………………………………..150
شکل 5-94: نمودار انرژی- زمان قاب 2 تحت زلزلهManjil ، سطح خطر 2. …………………………………………………..151
شکل 5-95: نمودار انرژی- زمان قاب 3 تحت زلزله Manjil، سطح خطر 2. …………………………………………………..151
شکل 5-96: نمودار انرژی- زمان قاب 5 تحت زلزله Manjil، سطح خطر 2. …………………………………………………..152
شکل 5-97: نمودار انرژی- زمان قاب 6 تحت زلزلهManjil ، سطح خطر 2. …………………………………………………..152
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



فصل اول
کلیات
 
 
 


 
 


 

  • مقدمه
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد: بررسی عملکرد و رفتار قاب های بتن آرمه با جداسازه ای لرزه‌ای

زمین لرزه پدیده ای طبیعی و غیر قابل اجتناب می باشد که خود به خود سبب تلفات جانی و مالی نمی باشد، بلکه در کنش حرکات زمین با محیط های ساخته ی دست بشر می باشد که عدم توانایی در مقاومت ساخته ها باعث خسارت جدی می گردد. در پی زمین لرزه ها علاوه بر تلفات جانی، ثروت ملی نیز به هدر رفته و بار مالی زیادی بر اقتصاد کشورها به وجودمی آید که این امر در مورد کشور هایی با اقتصاد زودشکن اثرات جدی و دراز مدت به جا می گذارد (ناطق الهی،1390).
کشور ایران از نظر لرزه خیزی در یکی از فعال ترین مناطق جهان قرار گرفته می باشد. در سالهای اخیر به گونه متوسط در هر پنج سال یک زمین لرزه شدید در نقطه ای ازکشور اتفاق افتاده که باعث خسارات جانی و مالی بسیاری شده می باشد (حمره، 1387)، پل ها به عنوان سازه های استراتژیک ومهم و به واسطه آن که یکی از عناصر مهم در شریان های حیاتی هستند، بایستی به گونه ای طراحی شوند که در مدت زلزله و بعد از آن هم بتواند عملکرد خود را داشته باشد، عدم تخریب پل و خارج نشدن از بهره برداری پس ازیک زمین لرزه شدید ازبسیاری تلفات جانی و اقتصادی پس از حادثه خواهد کاست (زارع برزشی، 1391).
در چند دهه گذشته بموازات توسعه راه های کشور حجم قابل توجهی از بودجه های مربوطه جهت پل ها اختصاص یافته می باشد. متاسفانه علی رغم پیشرفت های فن آوری در مهندسی مواد هنوز این سازه ها با گذشت زمان به علت های  مختلف مانند شرایط محیطی نامناسب و ترافیک سنگین و حوادث طبیعی دچار خرابی های متعددی می شوند. این خرابی ها در صورت عدم در نظر داشتن موقع علاوه بر کاهش سطح بهره برداری و عمر مفید سازه هزینه های تعمیر و نگهداری را شدیدا افزایش خواهد داد. که اهمیت بکارگیری روشهای منطقی  و سینماتیک در مدیریت نگهداری پل ها به مقصود حفظ ایمنی بهره گیری کنندگان از پل و جلوگیری از هدر رفتن سرمایه های کشور را نمایان می سازد (رهگذر،1387). پس دست یابی به روش یا روش هایی جهت بهسازی لرزه ای پل هایی که در برابر زلزله به اندازه کافی مقاوم نیستند می تواند بسیار مهم باشد (مرادی، 1390).
برای بهسازی، روش های مختلفی مانند مرمت موضعی، بهره گیری از پوشش بتنی، بهره گیری از پوشش فولادی و غیره تحت عنوان “ روش های کلاسیک ” هست. یکی از روش های نوینی که در سال های اخیر مورد توجه صنعتگران قرار گرفته می باشد، مقاوم سازی یا بهسازی ساختمان های موجود با بهره گیری از کامپوزیت ها می باشد. در این زمینه تحقیقات زیادی صورت گرفته و آیین نامه هایی مقدماتی نیز برای بهره گیری از آنها تهیه شده می باشد (ناطق الهی، 1385). این مواد به دلیل داشتن مقاومت کششی بالا، ابزار مناسبی جهت افزایش ظرفیت اعضای بتنی و بنایی به شمار می آیند. امروزه درکشورهای پیشرفته حجم بالایی از بهسازی و تقویت سازه های بتنی و بنایی با بهره گیری از این مواد انجام می پذیرد (حمره، 1387).
1-2- اظهار مسئله
در این پایان نامه به مقاوم سازی پایه پل های بتنی با ورقFRP  تحت بار دینامیکی زلزله پرداخته خواهد گردید،  پایه های پل با ابعاد واقعی ومحصور شده با FRR درنرم افزار ABAQUS مدل سازی می گردد، برای تحلیل پایه تحت بار زلزله از تحلیل دینامیکی غیر خطی بهره گیری شده می باشد تا اثرFRP بر روی پایه های پلی که تحت شتاب نگاشت هستند مورد مطالعه قرار گیرد.
 
1-3- پیشینه پژوهش
تکنولوژی بهره گیری از ورق هایFRP در مهندسی عمران اولین بار در سال 1984در سوئیس توسط پروفسورMeier  مطرح و مورد آزمایش قرار گرفت که در آن ورق های Carbon FRP (CFRP) جهت مقاوم سازی تیرهای بتنی آزمایش شدند. بزرگ ترین مزیت  FRPنسبت به فولاد داشتن نسبت مقاومت به وزن بالای آن می باشد. کاتسوماتا و همکارانش در سال1987 و 1988 روش بهره گیری ازFRP  را جهت مقاوم سازی ستون های بتنی مسلح ارائه دادند.
یکی از روش های معمول جهت مقاوم سازی و افزایش ظرفیت باربری ستون های بتن آرمه، ایجاد روپوش پیرامونی، جهت محدود کردن انبساط عرضی ستون بارگذاری شده می باشد. این شیوه علاوه بر جلوگیری ازکمانش آرماتورهای طولی ستون، با به تعویق انداختن جداشدگی پوسته بتنی، انهدام ستون را نیز به تاخیر می اندازد.
مطالعات پیرامون روش مقاوم سازی ستون های بتن آرمه در ابتدای قرن بیستم و در مورد ستون های مقاوم شده با روپوش فولادی صورت پذیرفت. این مطالعات نشان داد که وجود دورپیچ پیرامون ستون، سبب افزایش مشخصه های باربری آن می گردد اثر نامطلوب شرایط محیطی بر روپوش های فولادی و مراحل دشوار و زمان بر ایجاد این روپوش ها، سبب گردید که صفحات کامپوزیتی از جنس پلیمرهای مسلح شده با الیاف موسوم به ورقه هایFRP از بدو پیدایش به تدریج به عنوان جایگزین روکش های فولادی مورد بهره گیری قرار گیرند.
تحقیقات آزمایشگاهی  و نرم افزاری زیادی در زمینه بهسازی ستون های بتنی با  FRPدر ایران نیزانجام شده می باشد :

  1. برقی، مصطفی و حداد، میثم، 1387، ارزیابی تقویت خمشی پایه پل بتن آرمه توسط GFRP تحت بارگذاری دوره ای، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی.

در این پژوهش مدل ابعاد واقعی پایه یک پل به مقطع دایره ایجاد شده و رفتار آن تحت بارگذاری دوره ای تک محوره (بارگذاری همزمان ثقلی وجانبی قرار گرفته که بارگذاری جانبی آن به صورت دوره ای می باشد) مطالعه شده که در این پژوهش ستون معرفی شده توسط ورقه GFRP به ضخامت 1 میلی متر) در طول کل ستون) دورپیچ شده می باشد، پوش منحنی هیسترزیس برش پایه در دو حالت بدون محصور شدگی و با محصورشدگی توسطFRP  رسم گردید نتایج به این شکل می باشد:
آ. پوشش تقویتی GFRP(با ضخامت 1 میلی متر)باعث بالا بردن ظرفیت خمشی پایه پل های بتن آرمه به اندازه 8% شده می باشد.
ب. اصلی ترین خاصیت پوشش تقویتی GFRP، افزایش کرنش گسیختگی به اندازه 50 % که منجر به شکل پذیری و اتلاف انرژی بیشتر می گردد و نیز عملکرد لرزه ای ستون را بهبود می بخشد.

  1. صالحیان، حمید رضا و اصفهانی، محمد رضا “مطالعه آزمایشگاهی مقاومت ستون بتنی محصورشده با GFRP تحت اثر توام نیروی محوری و لنگر خمشی و مقایسه با مدل های تئوری” ،1388.

در این پژوهش نمونه های آزمایشگاهی ستون با مقطعی مربعی شکل مطالعه شده اند این پژوهش نشان می دهد که اعمال لنگر خمشی بر نمونه ستون های محصورشده با  FRP علاوه بر اندرکنش بار فشاری و لنگر خمشی، اثر کاهنده ای بر مقاومت فشاری بتن محصورشده می گذارد. اعمال لنگر خمشی بر مقطع ستون، سبب توزیع غیر یکنواخت تنش فشاری وارد بر مقطع و انبساط عرضی آن می گردد به همین دلیل بهره گیری از روابط تخمین مقاومت فشاری بتن محصور شده، با افزایش لنگر خمشی، به پاسخ های غیر واقعی و فاقد اطمینان می انجامد.

  1. جلال، مصطفی” ارزیابی ظرفیت باربری پل های بهسازی شده با کامپوزیت FRP”1388.

در این مقاله، گزیده راهکارهای ارزیابی عملکرد یک پل بهسازی شده با بهره گیری از مصالح کمپوزیتی جدیدارائه گردیده می باشد. به این مقصود، آغاز یک سیستم سنجش عملکرد ایجاد شده و اندازه گیری های سنجش عملکرد به مقصود ارزیابی پارامترهای مختلف مشخص گردید، سپس یک الگوریتم نقص یابی و شناسایی سیستم به مقصود کمی سازی مقادیر هدف، انتخاب شده و در نهایت نتایج فعالیت های بهسازی به منظورسنجش تغییرات عملکرد پل، مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در نهایت پس از اتمام کار بهسازی، نتایج به مقصود تعیین وقوع یا عدم وقوع هرگونه تغییر در عملکرد پل، مورد ارزیابی قرار گرفت، این روش افزایش در سختی سازه را در دوره زمانی سوم دسامبر 1999 تا می 2000 نشان می دهد.

  1. عباسزاده ، مهدی “مقایسه دقت پیش بینی مدل های ارائه شده برای محصورشدگی ستون های بتنی دایروی محصور شده با الیاف FRP”1388.

این مطالعه بر پیش بینی حداکثر تنش و کرنش بتن محصور شده که مهمترین پارامترها از دید طراحی بوده و تاثیر زیادی در تقریب منحنی های تنش – کرنش دارند متمرکز شده می باشد. به این مقصود، مدل های محصور شدگی به دو گروه مدل های محصورشدگی پایه فولادی و مدل های محصورشدگی تجربی و تحلیلی طبقه بندی شده و روابط و ویژگی های منحصر به فرد هر مدل مرور گردید سپس، مقایسه بین مدل های مختلف در پیش بینی حداکثر تنش و کرنش نهائی محصور شدگی صورت گرفت. نتایج حاصل از ارزیابی های صورت گرفته نشان داد که مدل های موجود در پیش بینی رفتار واقعی محصورشدگی بتن به جواب های یکسان و قابل قبولی خصوصاٌ در پیش بینی کرنش نرسیده و تنها برای محدوده ای که برای آن کالیبره شده اند جواب های مطلوبی ارائه می دهند .

  1. عباس نیا، رضاو رستمیان، مهدی” مطالعه رفتار تنش – کرنش ستون ها یا نمونه های بتنی مسلح و محصورشده با FRP”1389.

در این مقاله به مطالعه تحقیقات انجام شده در مورد رفتار تنش – کرنش ستون های بتنی مسلح مقاوم سازی شده با FRP پرداخته گردید و نتایجی مطابق زیر بدست آمد:

  • اثر نسبت لاغری برروی ظرفیت باربری ستونهای بتنی محصور شده با ژاکت FRP چشم گیر تر از ستون های مسلح معمولی می باشد.
  • اثر مقاوم سازی با افزایش نسبت لاغری کاهش می یابد.
  • در زمانی که نسبت لاغری کمتر از 5/87 باشد، ظرفیت باربری ستون مسلح شده با FRP هنوز 21 درصد بزرگتر از ستون بتن مسلح بدون ژاکت FRP (عادی) می باشد.
  1. محمد کاظم، شربتدار و بهاری زاده، علی، سیوندی پور، عباس ” مطالعه نرم شدگی و سخت شدگی کرنش بتن محصور شده با ورق های FRP بر مقاومت و شکل پذیری اعضاء فشاری “1388.

در این مقاله به مطالعه مقاومت بتن محصور شده با انواع ورق های FRP در دو مرحله سخت شدگی کرنش و نرم شدگی کرنش و همچنین اثر محصور شدگی بر شکل پذیری اعضاء بتن مسلح پرداخته شده و این نتیجه حاصل شده که محصورشدگی اعضاء بتنی موجب افزایش مقاومت در هر دو مرحله سخت شدگی کرنش و نرم شدگی کرنشی و افزایش شکل پذیری و همچنین بهبود رفتار لرزه ای آن می گردد.

  1. دانش، فخر الدین بهشتی اول و سید بهرام، شاهرودی، مهناز” تخمین پارامترهای اثرگذار بر رفتار غیرخطی ستون های دورپیچ شده با CFRP به روش اجزاء محدود”1388.

در این پژوهش برای صحت سنجی چگونگی مدل سازی، نمونه هایی از کارهای معتبر آزمایشگاهی با بار محوری ثابت و بار جانبی رفت و برگشتی cyclic)) با نرم افزار اجزاء محدود  ABAQUS مدل سازی شده اند. در این مرحله، بتن با المان حجمی هشت گرهی (C3D8)  و دورپیچ آن با المان های غشایی چهار گرهی  (M3D4)مدل شده اند و از معادل سازی و یکپارچه کردن مقطع بهره گیری نشده می باشد. نتایج بدست آمده، تطابق قابل قبولی با کارهای آزمایشگاهی دارد همچنین در مطالعه انجام شده بر روی پارامتر طول لایه های دورپیچ و تأثیر آن بر روی رفتار ستون ها نظاره گردید با افزایش پارامتر طول لایه های دورپیچ، اندازه ظرفیت ستون در تحمل تغییر مکان و برش پایه افزایش می یابد همچنین در این راستا مشخص گردید افزایش طول دورپیچ ها تأثیر چندانی بر بارتسلیم نداشته و فقط بار ماکزیمم سازه را افزایش داده می باشد و به این ترتیب باعث افزایش انعطاف پذیری رفتار سازه می گردد. با بهره گیری از نتایج بدست آمده نظاره گردید در یک نگاه کلی گرچه تأثیر لایه ها بر روی برش پایه قابل تحمل توسط ستون چندان قابل توجه نبوده می باشد لیکن تأثیر تعداد لایه ها بر روی نیروی قابل تحمل توسط ستون بیشتر از تأثیر طول لایه ها بوده می باشد به عنوان مثال با افزودن یک لایه 20 سانتی متری دورپیچ FRP حدود 3 درصد و با افزودن یک لایه 30 سانتی متری دورپیچ FRP حدود 4 درصد افزایش می یابد. در حالی که در حالت بهره گیری از دولایه دورپیچ این درصد افزایش نیروی قابل تحمل توسط ستون بترتیب حدود 4 و 6 در صد خواهد بود. همچنین نشان داده گردید شکل پذیری ستون نیز با افزایش قابل توجهی همراه می باشد لیکن بهره گیری از دو لایه دورپیچ بجای یک لایه دور پیچ افزایش نسبی زیادی در شکل پذیری ستون ایجاد نمی کند این نتیجه در مورد تغییر شکل بیشینه قبل از شکست نیز صادق می باشد.

  1. بهشتی، سید بهرام و پارسائی، محمد “مطالعه تقویت خمشی پایه پل بتنی مسلح با FRP به روش اجزای محدود “1388.

در این پژوهش اثر عرض مقطع به ضخامت پوسته، ارتفاع دورپیچ از پای ستون و جنس دورپیچ بر شکل پذیری، مقاومت و پارامترهای خمشی در ستون بتن مسلح دایره ای تحت اثر همزمان بار محوری و جانبی مطالعه شده و برنامه اجزای محدود  ABAQUSجهت این کار بهره گیری شده می باشد. نتایج نشان می دهد این ورق ها موجب افزایش شکل پذیری و همچنین بهبود پارامترهای مقاومت خمشی می گردد.

  1. رهگذر، رضا و قنبری، حمیدو علمدارزاده، پیمان” ارزیابی آسیب پذیری وارائه طرح بهسازی لرزه ای پل بتن آرمه در محور سیرجان – قطروئیه در استان کرمان”1390.

از آنجایی که داشتن شکل پذیری کافی یکی از الزامات اساسی در زمینه مقاوم سازی سازه ها به شمار می آید، در این مقاله آسیب های وارده به پل قطروئیه شناسائی شده و نهایتا روش هایی برای تقویت پایه های بتنی آن که تحت تاثیر خوردگی ناشی از کربناسیون قرار گرفته می باشد ارائه شده می باشد.
زیرا پل مورد نظر از نوع مهم می باشد، ارزیابی کارایی و ایمنی در برابر زلزله از روش تحلیل دینامیکی خطی بهره گیری شده می باشد.

  1. واثقی، اکبر و زرجو، محسن” ارزیابی اثر الیاف کامپوزیتیFRP در تقویت پایه های بتنی دایره ای شکل پل ها به روش اجزا محدود”1390.

در این پژوهش با بهره گیری از نرم افزار ABAQUS ظرفیت خمشی و شکل پذیری پایه پل ها با طول های مختلف دور پیچ از الیاف FRP مورد مطالعه قرار گرفت و با در نظر داشتن قیمت این نوع از الیاف ارتفاع مورد نیاز پیشنهاد گردید.

  • بهره گیری از الیاف CFRP در ستون با مقطع دایره ای در افزایش برش پایه تأثیر موثری داشته اما بعلت محدود بودن کرنش تسلیم این گونه الیاف در افزایش شکل پذیری تاثیرکمتری نسبت به الیاف GFRP دیده گردید.
  • اثر تغییر نسبت لاغری، بطور کلی ورق های CFRP در تقویت ستون هایی که دارای تغییر مکان جانبی کمی هستند. L/D<4)) خوب اقدام کرده و باعث افزایش مناسب برش پایه و شکل پذیری می گردد. پس اگر هدف از بهره گیری دورپیچ، افزایش اندازه برش پایه باشد، در ستون هایی با ارتفاع متفاوت، کاربرد CFRP منطقی تر می باشد.
  • اثر تغییر عرض مقطع به ضخامت پوسته (D/t) ، مقاومت جانبی ستون با کاهش نسبت t) /(D افزایش می یابد. برای هر دو نوع دورپیچ با D/t))، بعلت کاهش محصوریت بتن توسط دورپیچ و پس رفتار تردتر آن، کاهش مقاومت بیشتری پس از ماکزیمم مقاومت جانبی اتفاق می افتد.

اثر تغییر اندازه بار محوریN / No ، افزایش نیروی محوری، کشش و فشار بیشتری در پوسته رخ می دهد و پس کاهش مقاومت ستون بتنی به همراه پوسته سبب کاهش ناگهانی مقاومت مقطع می گردد.

  1. ابراهیمی مقدم، امین و المولی، امیر عبدالله” تحلیل عددی و مقاوم سازی پایه پل های بتنی مسلح با مقطع دایره ای به روش تقویت با ورقه های کامپوزیتی CFRP “1390.

در این پژوهش اثر عرض مقطع به ضخامت پوسته، ارتفاع دورپیچ از پای ستون به ارتفاع کل ستون و جنس دورپیچ بر شکل پذیری، مقاومت و پارامترهای خمشی در ستون بتن مسلح دایره ای تحت اثر همزمان بار محوری و جانبی مطالعه می گردد. برنامه اجزاء محدود ABAQUS جهت این کار بهره گیری شده می باشد. نتایج نشان می دهد که بهره گیری از این ورق ها موجب افزایش شکل پذیری و همچنین بهبود پارامترهای مقاومت خمشی می گردد.
در این نوشتار پس از تشریح چگونگی مدل سازی تمامی نمونه ها با نرم افزار ABAQUS با روش استاتیکی غیر خطی با کنترل تغییر مکان تحلیل شده تا عملکرد نمونه ها مطالعه گردد بطور کلی هدف این پژوهش مطالعه رفتار ستون های ناکارآمد و تاثیرتقویت ناحیه مفصل خمیری با الیاف شیشه و کربن بر عملکرد این ستون هاست. مقایسه نتایج نمونه هایی که در آزمایشگاه تحت بارگذاری قرار گرفته اند، با نمونه تحلیل شده با نرم افزار نشان می دهد که نتایج بدست آمده از مدل اجزاء محدود در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی دارای نتایج قابل قبولی می باشد.

  1. کریمی کنزق، عباس” ارزیابی لرزه ای پل ها با بهره گیری از تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور) “1388.

در این پژوهش عملکرد پل ها به وسیله تحلیل استاتیکی غیر خطی تحت مطالعه قرار گرفته می باشد و نقاط عملکرد آنها بر اساس طیف نیاز آیین نامه طرح پل های راه و راه آهن در برابر زلزله بدست آمده می باشد.
 
1-4ضرورت، اهمّیت و هدف پژوهش
ایران با داشتن زلزله های بزرگ هر سه سال یک بار و زلزله های متوسط سالیانه و همچنین حوادث غیرمترقبه نظیر سیل و طوفان و جنگ، شاید یکی از پر بحران ترین کشور های جهان باشد. واقعیت آن می باشد که در نظر داشتن بهسازی لرزه‌ای در کشورهای لرزه‌خیز مانند ایران امری ضروری می باشد که عملا راه‌گریزی از آن وجود ندارد‌.
امروزه نگهداری از سازه ها به دلیل هزینه ساخت و تعمیر بسیار مهم می باشد. با مطالعه رفتار سازه های بتنی مشخص می گردد عوامل متعددی مانند: اشتباهات طراحی و محاسبه، عدم اجرای مناسب، تغییرکاربری سازه ها از دوام آنها می کاهد، ضمناً تغییر آیین نامه های ساختمانی) باعث تغییر در بارگذاری و ضرایب اطمینان می گردد) نیز سبب ارزیابی و بازنگری مجدد طرح و سازه می گردد تا در صورت لزوم بهسازی و تقویت گردد، خرابی های نظاره شده در ساختمان ها و پل ها طی زلزله های اخیر نیاز مبرم به مقاوم سازی لرزه ای سازه های موجود را نشان می دهد.
پل ها سازه های حساسی هستند زیرا هر گونه صدمه به آنها باعث خسارات مالی و جانی در هنگام زلزله و بعد آن می گردد. قبل از انجام مراحل مقاوم سازی، مطالعه بر روی سازه اهمیت بالایی دارد که در این بین پل ها به عنوان سازه های استراتژیک و مهم اهمیتی دو چندان دارند. عدم تخریب پل و خارج نشدن از بهره برداری پس از یک زمین لرزه شدید از بسیاری از تلفات جانی و اقتصادی پس از حادثه خواهد کاست.
در این بین ستون های بتن مسلح، اعضای اصلی مقاوم در برابر بارهای افقی و قائم در سازه های بتنی به شمار می آیند پس مقاوم کردن ستون ها در برابر نیروهای زلزله می تواند تأثیر مهمی را در مقاوم سازی کل سازه اعمال کند در نتیجه بهره گیری از کامپوزیت هایFRP  جهت مقاوم سازی ستون های بتنی مسلح در دنیا گسترش یافته می باشد و مطالعه در این زمینه از طرف محققین زیادی انجام می شود. هدف از این مطالعه، مطالعه رفتار لرزه ای یک پل با ابعاد واقعی به کمک تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیر خطی وبهسازی آن با FRP می باشد برای صحت نتایج تحلیلی، نتایج دو تحلیل با یکدیگر مقایسه شده می باشد.
 
1-5- ساختار پژوهش
مطالب موجود در این پژوهش به صورت زیر سازماندهی شده اند:
در فصل اول کلیات پژوهش، پیشینه پژوهش، هدف از انجام آن و سازماندهی مطالب مندرج در آن تبیین داده می گردد. در فصل دوم به معرفی FRP پرداخته شده می باشد. در فصل سوم روش های ارزیابی لرزه ای سازه ها بر اساس دستورالعمل های موجود مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. در فصل چهارم روش های مدل سازی و تحلیل لرزه ای پل مورد ارزیابی قرار گرفته می باشد. در فصل پنجم مدل مورد نظر صحت سنجی شده و خروجی های نرم افزاری حاصل از تحلیل دینامیکی و استاتیکی یاداشت شده می باشد. در فصل ششم نتایج حاصل از تحلیل و در انتها پیشنهاداتی برای ادامه کار اظهار شده می باشد.
 
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
تعداد صفحه : 183
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

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

دسته‌ها: عمران