پایان نامه بررسی نسبت ­های شکل پذیری در روش طراحی بر اساس عملکرد در قاب­

پایان­ نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی عمران گرایش سازه

عنوان :بررسی نسبت ­های شکل پذیری در روش طراحی بر اساس عملکرد در قیاس با روش­ های تجویزی در قاب­ های ساده فلزی بهمراه مهاربند هم­ محور

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 98  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

فهرست مطالب

فصل 1: مقدمه............................................................................................................................................................................................................... 7

1-1-مقدمه.................................................................................................................................................................................................................. 8

فصل 2: مروری بر ادبیات موضوع................................................................................................................................................................. 13

2-1-مقدمه.............................................................................................................................................................................................................. 14

2-2-روش طراحی لرزه ای بر اساس روش تجویزی..................................................................................................................... 15

2-2-1-عوامل مؤثر بر ضریب کاهش نیروی زلزله................................................................................................................. 18

2-2-1-1-شکل پذیری.................................................................................................................................................................... 18

2-2-1-1-1-ضریب شکل پذیری کلی سازه.............................................................................................................. 19

2-2-1-1-2-ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری........................................................................................................ 20

2-2-1-2-مقاومت افزون................................................................................................................................................................ 25

2-2-1-2-1-ضریب مقاومت افزون................................................................................................................................... 27

2-2-2-شکل پذیری در روش طراحی براساس روش تجویزی...................................................................................... 29

2-3-روش طراحی لرزه­ای براساس عملکرد سازه.......................................................................................................................... 30

2-3-1-فواید طراحی براساس عملکرد........................................................................................................................................... 31

2-3-2-شکل­پذیری در روش طراحی براساس عملکرد....................................................................................................... 32

2-3-3-معیارهای پذیرش اعضا در روش طراحی براساس عملکرد............................................................................. 34

2-3-4-فلسفه ی طراحی براساس عملکرد................................................................................................................................. 35

2-4-مروری بر یافته های دیگر محققین............................................................................................................................................. 36

2-4-1-تحقیقات طاهری بهبهانی..................................................................................................................................................... 36

2-4-2-تحقیقات Repapis و همکاران..................................................................................................................................... 37

2-4-3-تحقیقات Kunnath و همکاران................................................................................................................................... 38

2-4-4-تحقیقات Elnashai و همکاران...................................................................................................................................... 39

2-5-جمع بندی و نتیجه گیری................................................................................................................................................................ 40

فصل 3: روش تحقیق............................................................................................................................................................................................. 42

3-1-مقدمه.............................................................................................................................................................................................................. 43

3-2-معرفی نمونه ها......................................................................................................................................................................................... 43

3-2-1-تعیین جزئیات سازه ای........................................................................................................................................................ 44

3-2-1-1-مدلسازی و هندسه..................................................................................................................................................... 44

3-2-1-2-بارگذاری............................................................................................................................................................................ 45

3-2-1-3-نتایج طراحی نمونه ها............................................................................................................................................... 48

3-3-ارزیابی............................................................................................................................................................................................................. 50

3-3-1-مدلسازی......................................................................................................................................................................................... 50

3-3-1-1-مدلسازی کلی سازه................................................................................................................................................... 50

3-3-1-2-مدلسازی اعضا............................................................................................................................................................... 51

3-3-1-3-مدلسازی رفتار مصالح.............................................................................................................................................. 52

3-3-1-4-مقاومت اعضای سازهای......................................................................................................................................... 52

3-3-1-5-بررسی منحنی رفتاری اعضاء.............................................................................................................................. 53

3-3-2-بررسی نرم افزارهای کاربردی........................................................................................................................................... 54

3-3-3-بررسی مشخصه های تحلیل نمونه ها.......................................................................................................................... 54

3-3-3-1-روش تحلیل.................................................................................................................................................................... 54

3-3-3-2-بارگذاری............................................................................................................................................................................ 55

3-3-3-2-1-الگوی بارگذاری............................................................................................................................................... 56

3-3-3-3-تغییر مکان هدف......................................................................................................................................................... 56

فصل 4: نتایج و تفسیر.......................................................................................................................................................................................... 61

4-1-مقدمه.............................................................................................................................................................................................................. 62

4-2-بررسی نتایج................................................................................................................................................................................................ 63

4-2-1-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه سه طبقه......................................................................................................... 66

4-2-2-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه پنج طبقه........................................................................................................ 69

4-2-3-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه هفت طبقه..................................................................................................... 72

4-2-4-بررسی نتایج حاصل از شکل پذیری سازه................................................................................................................. 72

4-3-تعیین عملکرد لرزهای اعضاء........................................................................................................................................................... 74

4-3-1-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان سه طبقه......................................................................................................... 79

4-3-2-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان پنج طبقه........................................................................................................ 84

4-3-3-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان هفت طبقه..................................................................................................... 89

فصل 5: جمع بندی و نتیجه گیری............................................................................................................................................................. 90

5-1-جمع بندی................................................................................................................................................................................................... 91

منابع و مراجع............................................................................................................................................................................................................ 95

فهرست اشکال

شکل(2-1) ارتباط بین ضریب کاهش نیرو ، اضافه مقاومت ، ضریب کاهش به علت شکل پذیری و ضریب شکل پذیری     19

شکل(2-2) منحنی نیرو- تغییر شکل عضو............................................................................................................................................ 32

شکل(2-3) معیارهای پذیرش اعضا در سطوح مختلف عملکردی.......................................................................................... 34

شکل(2-4) نتایج مطالعاتKunnath و همکاران.......................................................................................................................... 38

شکل(3-1) نمایی از قاب نمونههای مورد مطالعه در تعداد طبقات 3، 5 و 7.................................................................. 44

شکل(3-3) منحنی رفتاری عضو................................................................................................................................................................... 51

شکل(3-4) منحنی ساده شده برش پایه- تغییرمکان..................................................................................................................... 58

شکل (4-1) منحنی رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع اول........................................................................ 64

شکل (4-2) وضعیت رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع یک...................................................................... 64

شکل (4-3)منحنی رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع دوم......................................................................... 65

شکل (4-4) وضعیت رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع دوم...................................................................... 65

شکل(4-5) منحنی رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع اول......................................................................... 67

شکل (4-6) وضعیت رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع اول...................................................................... 67

شکل (4-7) منحنی رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع دوم...................................................................... 68

شکل (4-8) وضعیت رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع دوم..................................................................... 68

شکل (4-9) منحنی رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع اول.................................................................... 70

شکل (4-10) وضعیت رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع اول............................................................... 70

شکل (4-11) منحنی رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع دوم............................................................... 71

شکل (4-12) وضعیت رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع دوم.............................................................. 71

شکل(4-13) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................. 75

شکل(4-14) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................ 75

شکل(4-15) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 76

شکل(4-16) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 76

شکل(4-17) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X............................ 77

شکل(4-18) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X........................... 77

شکل(4-19) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 78

شکل(4-20) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 78

شکل(4-21) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................. 80

شکل(4-22) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................ 80

شکل(4-23) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 81

شکل(4-24) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 81

شکل(4-25) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X............................ 82

شکل(4-26) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X........................... 82

شکل(4-27) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 83

شکل(4-28) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 83

شکل(4-29) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................. 85

شکل(4-30) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................ 85

شکل(4-31) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 86

شکل(4-32) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 86

شکل(4-33) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X............................ 87

شکل(4-34) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X........................... 87

شکل(4-35) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 88

شکل(4-36) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 88

فهرست جداول

(3-1) مقادیر ضریب بازتاب ( ) و ضریب زلزله ( ) در نمونه های مورد مطالعه. 47

جدول(3-2) مقاطع تیر، ستون و بادبند نمونه 3 طبقه. 48

جدول(3-3) مقاطع تیر، ستون و بادبند نمونه 5 طبقه. 49

جدول(3-4) مقاطع تیر،ستون و بادبند نمونه 7 طبقه. 49

جدول (3-5) مقادیر ... 59

جدول (3-6) مقادیر ضریب ...... 60

جدول (3-7) مقادیر ضریب ... 60

جدول(4-1) پارامترهای رفتاری ساختمان سه طبقه. 66

جدول(4-2) پارامترهای رفتاری ساختمان پنج طبقه. 69

جدول(4-3) پارامترهای رفتاری ساختمان پنج طبقه. 72

1-1-مقدمه

در سالهای اخیر فلسفه روش­های سنتی که در طراحی سازه در مقابل مخاطرات طبیعی بر مبنای آنها صورت میگرفت، دچار تغییرات عمده­ای شده است. تخریب گسترده سازه­های طراحی شده بر مبنای آئین­نامه­های قدیمی در زلزله­های اخیر، پیشرفت­های به وجود آمده در روشهای تحلیل و نیازهای عملکردی پیچیده­تر مورد انتظار صنایع ساختمانی منجر به معرفی روشهای موثرتری در طراحی سازه­ها شده­است. یکی از این روش­ها که در بسیاری از آئین­نامه­ها وجود دارد و سبب ساده­سازی مراحل طراحی میشود، روش تحلیل استاتیکی معادل میباشد که در آن نیروهای طراحی به وسیله ضریب رفتار کاهش داده میشوند. این روش بر این فرض استوار است که مقاومت سازه از مقداری که طراحی بر اساس آن صورت میگیرد، بزرگتر است و به علاوه سازه تحت زلزله با ورود به مرحله غیر خطی، بخشی از انرژی زلزله را جذب می­کند. طراحی لرزه­ای مطلوب برای ساختمان را می­توان دستیابی به سازه­ای با عملکرد مطلوب، به مفهوم امکان ایجاد خسارت کنترل شده و از قبل پیش­بینی شده در حین زلزله برای ساختمان دانست ضمن آنکه تخمین نادرست مشخصات زلزله و رفتار سازه و عملکرد آن در مواجهه با زلزله از دلایل مهم آسیب­های شدید وارد بر سازه میباشد. به جهت شناخت هر چه بهتر این مشخصات و ویژگی ها، در قبال روش­های تجویزی مرسوم در آئین­نامه­های پیشین که طراحی را بر اساس نیروهای کاهش یافته زلزله بیان میکرد، آئین­نامه­های طراحی و بهسازی لرزه­ای ارائه گردید که طبق آن طراحی لرزه­ای سازه به روش طراحی بر اساس عملکرد پیشنهاد میگردد.

به دلیل غیر اقتصادی بودن رفتار الاستیک سازه تحت زلزله، هدف اصلی در طراحی لرزه­ای ساختمان­ها بر این مبناست که رفتار ساختمان، در مقابل نیروی ناشی از زلزله­های کوچک بدون خسارت و در محدوده خطی مانده و در مقابل نیروهای ناشی از زلزله شدید، ضمن حفظ پایداری کلی خود، خسارت­های سازه­ای و غیر سازه­ای را تحمل کند. به همین دلیل مقاومت لرزه­ای که مورد نظر آئین­نامه­های طراحی در برابر زلزله است، عموما کمتر و در برخی موارد، خیلی کمتر از مقاومت جانبی مورد نیاز برای حفظ پایداری سازه در محدوده ارتجاعی، در یک زلزله شدید است. بنابر این، رفتار سازه­ها به هنگام رخداد زلزله های متوسط و بزرگ وارد محدوده غیر ارتجاعی میگردند و برای طراحی آنها نیاز به یک تحلیل غیر ارتجاعی است. ولی به دلیل پر هزینه بودن این روش و عدم گستردگی برنامه­های غیر ارتجاعی و سهولت روش ارتجاعی، روشهای تحلیل و طراحی متداول، بر اساس تحلیل ارتجاعی مورد نیاز عموما با استفاده از ضرایب کاهش مقاومت انجام میشود[2].

یکی از مشکلات موجود در زمینه ضریب رفتار در آئین­نامه­های قدیمی، مربوط به تجربی بودن مقادیر پیشنهاد شده بود. یعنی با وجود اینکه ضرایب رفتار تعیین شده در آئین­نامه­های لرزه­ای در نظر داشتند بیانگر رفتار هیستریک، شکل پذیری، مقاومت افزون، میرایی و ظرفیت استهلاک انرژی باشند، مقادیر این ضرایب در آئین نامه های زلزله، اصولا بر اساس مشاهدات عملکرد سیستم­های ساختمانی مختلف، در زلزله­های قوی گذشته، بر مبنای قضاوت مهندسی بود. بر این اساس، پژوهش­های زیادی در این زمینه صورت گرفت تا مقادیری مبتنی بر مطالعات تحقیقاتی و پشتوانه محاسباتی در آئین­نامه­های زلزله بیان شود که در نهایت منجر به اصلاح این ضرایب بر اساس مطالعات علمی شد.

ضریب رفتار اولین بار در گزارش 06-3 ATC در سال 1978 ارائه گشت. در این گزارش، مقادیر پیشنهاد شده برای ضریب رفتار بر اساس نظر مجموعه­ای از مهندسان خبره استوار بود. به همین دلیل روش مشخصی برای تعیین مقدار آن ارائه نشده بود. همچنین در مقررات NEHRP مربوط به سالهای 1997 و 2000 (FEMA369 و FEMA303) که الهام گرفته از 06-3 ATC بود، بر تجربی بودن ضرایب کاهش تاکید شده است[11و13]. در برخی از آئین نامه های طراحی لرزه­ای، مطلبی ناظر در محاسبه این ضرایب ارائه شده، حال آن که در بیشتر آئین­نامه­ها مقادیر آنها بر مبنای قضاوت مهندسی، تجربه و مشاهده عملکرد ساختمان­ها در زلزله­های گذشته و چشم پوشی از تراز مقاومت افزون آن­ها استوار است[15]. از این رو و با توجه به مطالب فوق، ارزیابی ضرایب رفتار و بررسی ارتباط میان پارامترهای مؤثر در آن برای سازه­هایی که مطابق آئین­نامه­های طراحی میشوند، اهمیت ویژه­ای دارد. لذا در اکثر آئین­نامه­های طراحی لرزه­ای جدید، روش­های تعیین آن ذکر شده است.

در این پژوهش بر خلاف آئین­نامه ایران، ضرایب رفتار برای فهم بهتر به اجزای تشکیل دهنده آن تجزیه میشود. البته امروزه در اکثر آیین­نامه­ها، به جای تعریف یک مقدار معین برای یک نوع قاب سازه­ای، اجزای ضریب رفتار برای قاب­های با شکل­پذیری­های مختلف و بسته به لرزه­خیزی منطقه تعریف می شوند، که از جمله آن­ها میتوان به آیین­نامه کانادا اشاره نمود.

با توجه به تحولات زیادی که از زمان تدوین آئین­نامه ایران در طرح ساختمان­ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) در سال 1366 تاکنون در امر مهندسی زلزله صورت گرفته است و نیز با وجود کاربرد وسیع این آئین­نامه در طراحی ساختمان­های مختلف کشور، آگاهی از محتوای این آئین­نامه و مفاهیم آن امری مهم میباشد. تدوین اغلب آیین­نامه های کاربردی طرح لرزه­ای ساختمان­ها، با هدف جلوگیری از تلفات جانی و خسارات احتمالی و نیز دستیابی به طرحی اقتصادی برای سازه انجام گرفته­است. از جمله عوامل تأثیر­ گذار در دستیابی به این هدف می­توان به دو عامل مقاومت و شکل­پذیری سازه اشاره کرد. عوامل مذکور از مهمترین پارامترهای موثر در طراحی لرزه­ای بسیاری از آئین­نامه­ها، از جمله استاندارد 2800 است. تأمین این دو پارامتر در روش طراحی آئین­نامه­های مذکور با توجه به برآورد اهداف مورد نظر این آئین­نامه­ها در زلزله­های خفیف، متوسط و شدید میباشد. این اهداف با توجه به انتظاراتی که از رفتار سازه­ها در هنگام وقوع زلزله­هایی که ممکن است در طول مفید ساختمان اتفاق بیافتد و نیز میزان خسارات احتمالی وارده به سازه در حین زلزله در نظر گرفته شده­است.

در دهه­ های اخیر با بررسی نتایج.....

و.....

پایان نامه آرایش بهینه‌ی نصب مصالح FRP در مقاوم‌سازی برشی تیرهای بتن مسلح با روش تعبیه در نزدیک سطح

پایان‌نامه  کارشناسی‌ارشد

رشته مهندسی عمران گرایش سازه

عنوان ;

آرایش بهینه‌ی نصب مصالح FRP در مقاوم‌سازی برشی تیرهای بتن مسلح با روش تعبیه در نزدیک سطح

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات:  127  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده

گستره‌ی استفاده از مصالح FRP برای مقاوم‌سازی برشی تیرهای بتن مسلح در سال‌های اخیر رو به افزایش است. علاوه ‌بر روش متداول استفاده از ورقهای FRP که روی سطح بتن چسبانده می‌شوند؛ اخیرا تحقیقات زیادی درمورد روش نصب نزدیک سطح (NSM) صورت گرفته است. در بخشی از این پایان‌نامه، آزمایشاتی روی تیرهای بتن مسلح تقویت شده در برش به روش NSM و با میلگردGFRP انجام گرفت. تیرها در ترم ظرفیت بارنهایی و مدگسیختگی ارزیابی شدند. نتایج آزمایشات نشان داد که با مقدار برابرGFRP و فاصله‌ی نصب یکسان، کاربرد میلگردهای GFRP با زاویه‌ی60 درجه بیشتر از90 درجه تاثیر دارد. همچنین مشخص شد که با مقدار برابر GFRP و زاویه‌ی نصب یکسان، استفاده از میلگرد با قطر کوچکتر و با فاصله‌ی کمتر، تاثیر بیشتری در ظرفیت باربری نهایی تیرتقویت شده دارد. در بخش دیگر این پایان‌نامه، تیرهای بتن‌مسلح‌ تقویت شده در برش با مصالح GFRP و با روش NSM مدل‌سازی عددی گردید و نتایج مدل‌سازی ارزیابی شد. در روشهای متعارف مدل‌سازی رفتار چسبندگی بین بتن و فولاد و همچنین رفتار ترک‌خوردگی بتن با فرضیات ساده شده‌ای مدل می‌شوند. مشاهده شد که در تقویت برشی تیر بتن‌مسلح به روش NSM با تعداد برابر و فاصله‌ی نصب یکسان میله‌ی GFRP، آرایش میله‌ها با زاویه‌ی 45درجه، بیشترین تاثیر را نسبت به زوایای 60و90درجه دارد. همچنین مشخص گردید که با مقدار برابر GFRP و فاصله‌ی نصب یکسان، آرایش میلگردهای GFRP با زاویه‌ی60 درجه بیشتر از90 درجه تاثیر دارد. بررسی نشان داد که در تقویت برشی تیر بتن‌مسلح به روش NSM با زاویه‌ی نصب یکسان میله‌ی GFRP، استفاده از میله با ابعاد کوچکتر و با فاصله‌ی کمتر، تاثیر بیشتری بر کارایی تیر تقویت شده دارد.

واژه‌گان کلیدی: مقاوم سازی برشی، تیر بتن‌مسلح، روش تعبیه در نزدیک سطح، GFRP

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                           صفحه

فهرست جدول‌ها ‌ه

فهرست نمودارها ‌و

فهرست شکلها ‌ح

فصل اول : مقدمه

1- 1 مقدمه. 1

1-2 تاریخچه. 2

1-3 بیان مسأله، اهمیت تحقیق و فرضیه‌ها 4

1-3-1 اهداف پایان نامه  5

1-3-2 ساختار پایان نامه  5

1-3-3 فرضیه‌ها 6

فصل دوم. 7

مروری بر مطالعات و کارهای انجام شده. 7

2-1 FRP چیست؟. 8

2-2 تقویت‌کننده‌ها(الیاف) 8

2-2-1 الیاف شیشه  10

2-2-2 الیاف کربن   11

2-2-3 آرامید  12

2-3 زمینه. 13

2-4 خصوصیات FRP. 13

2-4-1 خصوصیات فیزیکی   13

2-4-1-1 چگالی   13

2-4-1-2 ضریب انبساط حرارتی   14

2-4-2 خصوصیات و رفتارمکانیکی   15

2-4-2-1 رفتار کششی   15

2-4-2-2 رفتار فشاری   16

2-4-2-3 رفتاربرشی   16

2-4-2-4 رفتارچسبندگی   17

2-4-2-5 رفتار تابع‌زمان   17

2-4-2-6 دوام  18

2-4-2-7 نگهداری و جابجایی   19

2-5 انواع محصولات FRP. 19

2-5-1 میله های کامپوزیتی   19

2-5-2 شبکه های کامپوزیتی   20

2-5-3 کابل‌های کامپوزیتی   21

2-5-4 ورقه های کامپوزیتی   21

2-5-5 پروفیل‌های ساختمانی کامپوزیتی   22

2-6 کاربرد مصالح FRP. 23

2-6-1 کاربرد FRP در تقویت ستون‌ها 25

2-6-2 کاربرد FRP در تقویت دیوارهای برشی   26

2-6-3 کاربرد FRP در تقویت دال‌ها 26

2-6-4 کاربرد FRP در تقویت اتصالات   27

2-6-5 کاربرد FRP درتقویت برشی و خمشی تیرها 27

2-7 روشهای نصب مصالح FRP درسازه‌های بتنی.. 29

2-7-1 روش اتصال خارجی (EBR) 29

2-7-2روش تعبیه در نزدیک سطح (NSM) 31

2-7-3 مودهای گسیختگی برشی در تیر تقویت‌شده با مصالح FRP  34

2-7-3-1 انواع مکانیزم برشی تیر تقویت‌شده به روش EBR   34

2-7-3-1-1 گسیختگی برشی با پارگی ورق FRP  34

2-7-3-1-2 گسیختگی برشی بدون پارگی ورق FRP  35

2-7-3-1-3 گسیختگی برشی ناشی از عدم پیوند یا چسبندگی ورق FRP  35

2-7-3-1-4 گسیختگی نزدیک مهار مکانیکی   35

2-7-3-1-5 گسیختگی محلی   35

2-7-3-2 انواع مکانیزم شکست تیر تقویت‌شده به روش NSM    36

2-7-4 مزایای روش تعبیه در نزدیک سطح   36

2-8 بررسی تحقیقات انجام شده. 37

فصل سوم. 49

تشریح آزمایشهای انجام شده. 49

3-1 مقدمه. 50

3-2 خواص مصالح مصرفی.. 51

3-3 روش انجام مقاوم‌سازی.. 53

3-4 مشخصات تیرهای آزمایش‌شده. 56

3-5 انجام آزمایش.... 58

3-6 مد گسیختگی.. 60

3-7 بار نهایی تیرها 62

3-8 نتیجه‌گیری.. 65

فصل چهارم. 67

تشریح مدل‌سازی عددی.. 67

4-1 مقدمه. 68

4-2 نمونه آزمایشگاهی.. 69

4-3 مشخصات و نحوه مدل‌سازی.. 70

4-4 بررسی نتایج مدل سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی.. 74

4-5 مدل سازی عددی جهت بررسی آرایش بهینه نصب مصالح FRP. 75

4-5-1 تشریح تیرهای مدل شده  75

4-5-2 مدل‌سازی عددی تیرها 80

4-6 محاسبه‌ی نیروی برشیFRP در تقویت برشی تیر به روش NSM... 81

4-7 نتایج مدل سازی عددی.. 84

4-7-1 بررسی تاثیر تعداد و فاصله‌‌ی میله GFRP درتقویت برشی تیر به روش NSM    85

4-7-2 بررسی زاویه‌ی نصب میله‌ی GFRP در تقویت برشی تیر به روش NSM    92

4-8 نتیجه گیری.. 100

فصل پنجم.. 102

نتیجه‌گیری.. 102

5-1 نتیجه‌گیری.. 103

منابع و مراجع.. 105

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                        صفحه

جدول 2-1 چگالی مواد FRP. 14

جدول 2-2 ضریب انبساط حرارتی مصالح FRP. 14

جدول2-3 خصوصیات مکانیکی مصالح FRP و فولاد. 16

جدول2-4 مقایسه ویژگی‌های الیاف کربن و شیشه و آرامید. 18

جدول 2-5 مشخصات تیرها 41

جدول 2-6 نتایج آزمایش.... 41

جدول2-7 نتایج آزمایش.... 43

جدول 2-8 مشخصات تیرها 46

جدول 2-9 نتایج آزمایش.... 46

جدول 4-1 جزئیات تیرهای مدل‌سازی شده. 76

جدول 4-2 محاسبه‌ی نیروی برشی FRP و افزایش ظرفیت برشی تیرها طبق راوابط پیشنهادی نانی.. 83

جدول 4-3 مقایسه تیرهای Beam2 و‌Beam5 و‌Beam8 با زاویه نصب 90 درجه‌ی GFRPو تیر بدون تقویت Beam1  86

جدول 4-4 مقایسه تیرهای Beam3 و‌Beam6 و‌Beam9 با زاویه نصب 60 درجه‌ی GFRPو تیر بدون تقویت Beam1  88

جدول 4-5 مقایسه تیرهای Beam4 و Beam7 و Beam10 با زاویه نصب 45 درجه‌ی GFRPو تیر بدون تقویت Beam1  90

جدول 4-6 مقایسه تیرهای Beam2 بازاویه‌ نصب 90درجه ، Beam3 بازاویه‌ نصب 60درجه و Beam4 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP با تیر بدون تقویت Beam1. 93

جدول 4-7 مقایسه تیرهای Beam5 بازاویه‌ نصب 90درجه ، Beam6 بازاویه‌ نصب 60درجه و Beam7 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP و تیربدون تقویت Beam1. 95

جدول 4-8 مقایسه تیرهای Beam8 بازاویه‌ نصب 90درجه ، Beam9 بازاویه‌ نصب 60درجه و Beam10 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP و تیربدون تقویت Beam1. 97

جدول 4-9 مقایسه کلیه‌ی تیرهای تقویت شده با تیربدون تقویت Beam1. 99

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                           صفحه

نمودار2-1 رفتار تنش-کرنش الیاف مختلف در کشش.... 15

نمودار 2-2 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرها 38

نمودار 2-3 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرها 43

نمودار 2-4 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرتقویت شده با CFRP. 46

نمودار4-1 منحنی تنش-کرنش بتن Mander 72

نمودار 4-2 منحنی تنش-کرنش میلگردها 73

نمودار4-3 منحنی نیرو-تغییرمکان تیر آزمایشگاهی CB و تیر CBA مدل‌سازی شده با نرم‌افزار. 74

نمودار 4-4 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرهای Beam2 و‌Beam5 و‌Beam8 با زاویه نصب90 درجه‌ی GFRP و تیربدون تقویت Beam1. 86

نمودار 4-5 درصد کاهش تغییرمکان وسط دهانه‌ی تیرهای Beam2 و‌Beam5 و‌Beam8 با زاویه نصب 90 درجه‌ی GFRP‌ درمقایسه با تیربدون تقویت Beam1. 87

نمودار 4-6 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرهای Beam3 و Beam6 و Beam9 با زاویه نصب60 درجه‌ی GFRP و تیربدون تقویت Beam1. 88

نمودار 4-7 درصد کاهش تغییرمکان وسط دهانه‌ی تیرهای Beam3 و‌Beam6 و‌Beam9 با زاویه نصب 60 درجه‌ی GFRP درمقایسه با تیربدون تقویت Beam1. 89

نمودار 4-8 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرهای Beam4 و Beam7 و Beam10 با زاویه نصب45 درجه‌ی GFRP و تیربدون تقویت Beam1. 90

نمودار 4-9 درصد تقویت تیرهای Beam4 و Beam7 و Beam10 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP درمقایسه با تیربدون تقویت Beam1. 91

نمودار 4-10 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرهای Beam2 بازاویه‌ نصب 90درجه ، Beam3 بازاویه‌ نصب 60درجه و Beam4 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP و تیربدون تقویت Beam1. 92

نمودار 4-11 درصد تقویت تیرهای Beam2 بازاویه‌ نصب 90درجه ، Beam3 بازاویه‌ نصب 60درجه و Beam4 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP درمقایسه با تیربدون تقویت Beam1. 93

نمودار 4-12 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرهای Beam5 بازاویه‌ نصب 90درجه ، Beam6 بازاویه‌ نصب 60درجه و Beam7 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP و تیربدون تقویت Beam1. 94

نمودار 4-13 درصد کاهش تغییرمکان وسط دهانه‌ی Beam5 بازاویه‌ نصب 90درجه، Beam6 بازاویه‌ نصب60درجه و Beam7 بازاویه نصب 45درجه‌ی GFRPو درمقایسه باتیربدون تقویت Beam1. 95

نمودار 4-14 منحنی نیرو-تغییرمکان تیرهای Beam8 بازاویه‌ نصب 90درجه ، Beam9 بازاویه‌ نصب 60درجه و Beam10 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP و تیربدون تقویت Beam1. 96

نمودار 4-15 درصد تقویت تیرهای Beam8 بازاویه‌ نصب 90درجه ، Beam9 بازاویه‌ نصب 60درجه و Beam10 با زاویه نصب 45درجه‌ی GFRP درمقایسه با تیربدون تقویت Beam1. 97

نمودار 4-16 منحنی نیرو-تغییرمکان کلیه‌ی تیرهای مدل‌سازی شده. 98

نمودار 4-17 درصد تقویت کلیه‌ی تیرهای تقویت شده در مقایسه با هم.. 99

فهرست شکلها

عنوان                                                                                                           صفحه

شکل 2- 1 ساختار FRP. 9

شکل 2-2 شکلهای مختلف GFRP. 10

شکل 2-3 شکلهای مختلف CFRP. 11

شکل 2-4 شکلهای مختلف AFRP. 12

شکل 2-5 میلگرد‌های  FRP. 20

شکل 2-6 شبکه های  FRP. 20

شکل 2-7 نوار و طناب FRP. 21

شکل 2-8 ورقه‌ی FRP. 22

شکل 2-9 پروفیل های FRP. 22

شکل 2-10 تقویت ستون با ورقه ی  FRP. 25

شکل 2-11 تقویت دیوار برشی با FRP. 26

شکل 2-12 تقویت دال با FRP. 26

شکل 2-13 تقویت اتصالات با FRP. 27

شکل 2-14 تقویت خمشی و برشی تیر با FRP. 28

شکل 2-15 مراحل اجرای روش EBR.. 31

شکل 2-16 شیارها و جزئیات نصب میله FRP. 32

شکل 2-17 جزئیات مقطع و بارگذاری تیر. 38

شکل 2-18 نمای شماتیک تیرهای آزمایش شده. 40

شکل 2-19 جزئیات تیرها 42

شکل 2-20 جزئیات و مقطع تیرها 45

شکل3-1 میلگردگذاری تیرها 51

شکل 3-2 نمای شماتیک جزئیات میلگردگذاری تیرها 51

شکل 3-3 آزمایش نمونه مکعبی.. 52

شکل 3-4 میلگرد GFRP. 53

شکل 3-5 علامت‌گذاری محل قرار گرفتن شیار. 54

شکل 3-6 ایجاد شیار. 54

شکل 3-7 تمیز کردن شیار. 54

شکل 3-8 چسب زدن شیار. 55

شکل 3-9 قرار دادن میلگردGFRP در شیار. 55

شکل 3-10 پر کردن شیار با چسب... 55

شکل 3-11 نمای شماتیک تیر NSMV10. 56

شکل 3-12 نمای شماتیک تیر NSMV7. 57

شکل 3-13 نمای شماتیک تیر NSMIL10. 57

شکل3-14 جزئیات مقطع شیار در روش NSM... 57

شکل3-15 تکیه گاه فولادی.. 58

شکل3-16 نمای شماتیک قرارگیری تیرهای بتنی و فولادی و ریزسنج ها 59

شکل 3-17 قرارگیری تیرهای بتنی و فولادی و ریزسنج ها؛ شکل(a) تیر NSMV10 و NSMV7 ، (b) تیر NSMIL10  60

شکل 3-18 ترک خوردن و گسیختگی تیر NSMV10. 61

شکل 3-19 ترک خوردن و گسیختگی تیر NSMV7. 61

شکل 3-20 ترک خوردن و گسیختگی تیر NSMIL10. 62

شکل 3-21 نمای شماتیک زاویه‌ی بین ترک برشی و میلگرد GFRP در تیر NSMV10. 63

شکل 3-22 نمای شماتیک زاویه‌ی بین ترک برشی و میلگرد GFRPدر تیر NSMV7. 63

شکل 3-23 نمای شماتیک زاویه‌ی بین ترک برشی و میلگرد GFRP در تیر NSMIL10. 64

شکل 3-24 مقایسه نحوه‌ی ترک خوردن تیر آزمایش شده و تیر مدل‌سازی شده NSMV7. 64

شکل4-1 مشخصات کلی تیرهای مورد آزمایش راج و سورومی.. 69

شکل4-2 المان C3D8R ؛ المان T3D2 و المان S4R.. 70

شکل 4-3 جرئیات میلگردگذاری و مقطع تیرهای مدل‌سازی شده. 76

شکل 4-4 نمای شماتیک تیر Beam2با نصب16عدد میله GFRP با زاویه نصب 90 درجه. 77

شکل 4-5 نمای شماتیک تیرBeam3 با نصب16عدد میله GFRP با زاویه نصب 60 درجه. 77

شکل 4-6 نمای شماتیک تیر Beam4 با نصب16عدد میله GFRP با زاویه نصب 45 درجه. 77

شکل 4-7 نمای شماتیک تیر Beam5 با نصب32عدد میله GFRP با زاویه نصب 90 درجه. 78

شکل 4-8 نمای شماتیک تیر Beam6 با نصب32عدد میله GFRP با زاویه نصب 60 درجه. 78

شکل 4-9 نمای شماتیک تیر Beam7 با نصب32عدد میله GFRP با زاویه نصب 45 درجه. 78

شکل 4-10 نمای شماتیک تیر Beam8 با نصب12عدد میله GFRP با زاویه نصب 90 درجه. 79

شکل 4-11 نمای شماتیک تیر Beam9 با نصب12عدد میله GFRP با زاویه نصب 60 درجه. 79

شکل 4-12 نمای شماتیک تیر Beam10 با نصب12عدد میله GFRP با زاویه نصب 45 درجه. 79

شکل 4-13 مدل‌سازی با Abaqus تیر Beam5 با نصب32عدد میله GFRP با زاویه 90 درجه. 80

شکل 4-14 مش‌بندی تیر Beam5 با نصب32عدد میله GFRP با زاویه نصب 90 درجه. 80

شکل 4-15 پارامترهای رابطه‌ی نانی و همکاران.. 82

شکل 4-16 تغییر‌شکل تیر Beam1پس از بارگذاری.. 84

شکل 4-17 جاری شدن میلگردهای طولی تیر Beam3. 85

شکل 4-18 جاری شدن و ترک خوردن بتن در تیر Beam1. 85