امتیاز کاربران: 

پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP

word
185
31 MB
31448
1392
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۸,۵۰۰ تومان
دانلود مقاله
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP

    پایان­نامه برای دریافت درجه­ی کارشناسی ارشد

    در رشته­ی :مهندسی عمران گرایش سازه

    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 حائز اهمیت می باشد. با مطالعه رفتار سازه های بتنی مشخص می شود 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 شود) نیز سبب ارزیابی و بازنگری مجدد طرح و سازه می گردد تا در صورت لزوم بهسازی و تقویت شود.

    روش های متنوعی برای تعمیر و تقویت سازه های بتن آرمه استفاده می شود. 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 از جمله 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 از جمله تقویت و مقاوم سازی سازه های موجود در موارد خمشی و برشی و دور گیری و مقاومت بالا در برابر خوردگی و . . . در مقاوم سازی و بهسازی سازه ها به کار می روند.

    ستون های بتن مسلح، اعضای اصلی مقاوم در برابر بارهای افقی و قائم در سازه های بتنی به شمار می آید لذا مقاوم کردن ستون ها در برابر نیروهای زلزله می تواند نقش مهمی را در مقاوم سازی کل سازه ایفا کند. در نتیجه استفاده از کامپوزیت های  FRPجهت مقاوم سازی ستون های بتنی مسلح در دنیا گسترش یافته است و مطالعه در این زمینه از طرف محققین زیادی صورت می گیرد.

     در این تحقیق 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 میزان حداکثرجابجایی، میزان برش و اتلاف انرژی پایه آنها  بررسی شده  و اختلاف در نتایج دو روش استاتیکی و دینامیکی محاسبه شده است.

     

    کلید واژه­ها: پل بتن آرمه، باد، آب، شتاب نگاشت، بهسازی، ورق FRP

     

    فصل اول

    کلیات

     

     

    مقدمه

     زمین لرزه پدیده ای طبیعی و غیر قابل اجتناب است که به خودی خود سبب تلفات جانی و مالی نمی باشد، بلکه در کنش حرکات زمین با محیط های ساخته ی دست بشر است که عدم توانایی در مقاومت ساخته ها باعث خسارت جدی می شود. در پی زمین لرزه ها علاوه بر تلفات جانی، ثروت ملی نیز به هدر رفته و بار مالی زیادی بر اقتصاد کشورها بوجود می 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 است. در سالهای اخیر به طور متوسط در هر پنج سال یک زمین لرزه شدید در نقطه ای ازکشور اتفاق افتاده که باعث خسارات جانی و مالی بسیاری شده است (حمره، 1387)، پل ها به عنوان سازه های استراتژیک ومهم و به واسطه آن که یکی از عناصر مهم در شریان های حیاتی هستند، باید 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 است. متاسفانه علی رغم پیشرفت های فن آوری در مهندسی مواد هنوز این سازه ها با گذشت زمان به دلایل  مختلف از جمله شرایط محیطی نامناسب و ترافیک سنگین و حوادث طبیعی دچار خرابی های متعددی می شوند. این خرابی ها در صورت عدم توجه به 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 منظور حفظ ایمنی استفاده کنندگان از پل و جلوگیری از هدر رفتن سرمایه های کشور را نمایان می سازد (رهگذر،1387). بنابراین 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، استفاده از پوشش بتنی، استفاده از پوشش فولادی و غیره تحت عنوان “ روش های کلاسیک ” وجود دارد. یکی از روش های نوینی که در سال های اخیر مورد توجه صنعتگران قرار گرفته است، مقاوم سازی یا بهسازی ساختمان های موجود با استفاده از کامپوزیت ها می باشد. در این زمینه تحقیقات زیادی صورت گرفته و آیین نامه هایی مقدماتی نیز برای استفاده از آنها تهیه شده است (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 استفاده از این مواد انجام می پذیرد (حمره، 1387).

    1-2- بیان مسئله

        در این پایان نامه به مقاوم سازی پایه پل های بتنی با ورقFRP  تحت بار دینامیکی زلزله پرداخته خواهد شد،  پایه های پل با ابعاد واقعی ومحصور شده با FRR درنرم افزار ABAQUS مدل سازی می شود، برای تحلیل پایه تحت بار زلزله از تحلیل دینامیکی غیر خطی استفاده شده است تا اثرFRP بر روی پایه های پلی که تحت شتاب نگاشت هستند مورد بررسی قرار گیرد.

     

    1-3- پیشینه تحقیق

    تکنولوژی استفاده 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 استفاده 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 نمودن انبساط عرضی ستون بارگذاری شده است. 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 استفاده قرار گیرند.

    تحقیقات آزمایشگاهی  و نرم افزاری زیادی در زمینه بهسازی ستون های بتنی با  FRPدر ایران نیزانجام شده است :

    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 تحقیق 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) بررسی شده که در این تحقیق ستون معرفی شده توسط ورقه GFRP به ضخامت 1 میلی متر) در طول کل ستون) دورپیچ شده است، پوش منحنی هیسترزیس برش پایه در دو حالت بدون محصور شدگی و با محصورشدگی توسطFRP  رسم شد نتایج بدین صورت می باشد:

    آ. پوشش تقویتی GFRP(با ضخامت 1 میلی متر)باعث بالا بردن ظرفیت خمشی پایه پل های بتن آرمه به میزان 8% شده است.

    ب. اصلی ترین خاصیت پوشش تقویتی GFRP، افزایش کرنش گسیختگی به میزان 50 % که منجر به شکل پذیری و اتلاف انرژی بیشتر می شود و نیز عملکرد لرزه ای ستون را بهبود می بخشد.

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

    در این تحقیق نمونه های آزمایشگاهی ستون با مقطعی مربعی شکل بررسی شده اند این تحقیق 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 استفاده از روابط تخمین مقاومت فشاری بتن محصور شده، با افزایش لنگر خمشی، به پاسخ های غیر واقعی و فاقد اطمینان می انجامد.

    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 استفاده از مصالح کمپوزیتی جدیدارائه گردیده است. به این منظور، ابتدا یک سیستم سنجش عملکرد ایجاد شده و اندازه گیری های سنجش عملکرد به منظور ارزیابی پارامترهای مختلف مشخص گردید، سپس یک الگوریتم نقص یابی و شناسایی سیستم به منظور 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 منظور 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.

    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 است. به این منظور، 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 شد 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 .

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

    در این مقاله به بررسی تحقیقات انجام شده در مورد رفتار تنش – کرنش ستون های بتنی مسلح مقاوم سازی شده با FRP پرداخته شد 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.

    محمد کاظم، شربتدار و بهاری زاده، علی، سیوندی پور، عباس " بررسی 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 بررسی 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 شود.

    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 تحقیق برای صحت سنجی نحوه 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 استفاده نشده است. نتایج بدست آمده، تطابق قابل قبولی با کارهای آزمایشگاهی دارد همچنین در بررسی انجام شده بر روی پارامتر طول لایه های دورپیچ و تأثیر آن بر روی رفتار ستون ها مشاهده گردید با افزایش پارامتر طول لایه های دورپیچ، میزان 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 است و به این ترتیب باعث افزایش انعطاف پذیری رفتار سازه می گردد. با استفاده از نتایج بدست آمده مشاهده شد در یک نگاه کلی گرچه تأثیر لایه ها بر روی برش پایه قابل تحمل توسط ستون چندان قابل توجه نبوده است لیکن تأثیر تعداد لایه ها بر روی نیروی قابل تحمل توسط ستون بیشتر از تأثیر طول لایه ها بوده است 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 استفاده از دولایه دورپیچ این درصد افزایش نیروی قابل تحمل توسط ستون بترتیب حدود 4 و 6 در صد خواهد بود. همچنین نشان داده شد شکل پذیری ستون نیز با افزایش قابل توجهی همراه است لیکن استفاده 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 است.

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

    در این تحقیق 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 بررسی شده و برنامه اجزای محدود  ABAQUSجهت این کار استفاده شده است. نتایج نشان می دهد این ورق ها موجب افزایش شکل پذیری و همچنین بهبود پارامترهای مقاومت خمشی می گردد.

    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 است ارائه شده است.

    چون پل مورد نظر از نوع مهم می باشد، ارزیابی کارایی و ایمنی در برابر زلزله از روش تحلیل دینامیکی خطی استفاده شده است.

    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 تحقیق با استفاده از نرم افزار ABAQUS ظرفیت خمشی و شکل پذیری پایه پل ها با طول های مختلف دور پیچ از الیاف FRP مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به قیمت این نوع از الیاف ارتفاع مورد نیاز پیشنهاد شد.

    استفاده از الیاف CFRP در ستون با مقطع دایره ای در افزایش برش پایه نقش موثری داشته اما بعلت محدود بودن کرنش تسلیم این گونه الیاف در افزایش شکل پذیری تاثیرکمتری نسبت به الیاف GFRP دیده شد.

    اثر تغییر نسبت لاغری، بطور کلی ورق های CFRP در تقویت ستون هایی که دارای تغییر مکان جانبی کمی هستند. L/D<4)) خوب عمل کرده و باعث افزایش مناسب برش پایه و شکل پذیری می شود. بنابراین اگر هدف از استفاده دورپیچ، افزایش میزان برش پایه باشد، در ستون هایی با ارتفاع متفاوت، کاربرد CFRP منطقی تر است.

    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 لذا رفتار تردتر آن، کاهش مقاومت بیشتری پس از ماکزیمم مقاومت جانبی اتفاق می افتد.

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

    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 تحقیق 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 بررسی می شود. برنامه اجزاء محدود ABAQUS جهت این کار استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از این ورق ها موجب افزایش شکل پذیری و همچنین بهبود پارامترهای مقاومت خمشی می گردد.

    در این نوشتار پس از تشریح نحوه مدل سازی تمامی نمونه ها با نرم افزار ABAQUS با روش استاتیکی غیر خطی با کنترل تغییر مکان تحلیل شده تا عملکرد نمونه ها بررسی شود بطور کلی هدف این پژوهش بررسی 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 است.

    12. کریمی کنزق، عباس" ارزیابی لرزه ای پل ها با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور)  "1388.

    در این پژوهش عملکرد پل ها به وسیله تحلیل استاتیکی غیر خطی تحت بررسی قرار گرفته است و نقاط عملکرد آنها بر اساس طیف نیاز آیین نامه طرح پل های راه و راه آهن در برابر زلزله بدست آمده است. 

    Seismic  retrofitting  of  concrete bridge columns using FRP

    Abstract:

    Today, many reinforced concrete structures that are being exploited have a life of over 75 years and due to natural disasters such as earthquake and wind or fatigue of materials or corrosive agents were damaged. Maintenance of structures is very important because the cost of building and repairing. By studying the behavior of concrete structures, can identify that various factors such as: Design and calculation errors, Lack of proper enforcement and changes in structures use decreases their stability. In addition, changes in building codes will cause changes in the load and safety factors and also cause to assess and review the designs and structures, if necessary to improve and strengthen.

    Various methods are used for the repair and strengthening of reinforced concrete structures. Among these, it can be pointed out the reinforced with steel and concrete covering. In comparison, steel coating has more advantage than to concrete in terms of weight. Steel also has several shortcomings including high cost and difficulty in performing as well as vulnerability in corrosive environments. New material FRP for years due to the unique characteristics including strengthening and retrofitting of existing structures in cases of flexural and shear and high resistance to corrosion and …is used in the retrofitting and upgrading of structures.

    Reinforced concrete columns are accounted as the key members resistant against horizontal and vertical bars in concrete structures. Therefore, robust columns against earthquake forces can play important roles in the retrofitting total structures. As a result, the use of composites FRP to retrofit reinforced concrete columns is expanded in the world and research in this area is done by many researchers.

    In this research, a bridge with real dimensions was chosen and its frame with finite element software ABAQUS located under gravity load, wind, water and earthquakes and with three earthquake accelerator mapping, Manjil, Northridge and Chi Chi Taiwan was analysis under nonlinear static and dynamic and by pasting layers CFRP depending on the needs of each base, changes in the maximum displacement, shear rates and their basic energy loss was investigated and difference in the results of both static and dynamic methods are calculated.

    Keywords: Reinforced concrete bridges, Wind, Water, Accelerator mapping, Improvement, Sheet CFRP

     

  • فهرست و منابع پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP

    فهرست:

    فصل اول: کلیات

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

    1-2- بیان مسئله ...........................................................................................................................................................................3

    1-3- پیشینه تحقیق .....................................................................................................................................................................3

    1-4- ضرورت، اهمّیت و هدف تحقیق .......................................................................................................................................8

    1-5- ساختار تحقیق .....................................................................................................................................................................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 استفاده از تحلیل مدها) ......................................................................82

    4-4-2- روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ........................................................................................................84

    فصل پنجم: آنالیز مدل و بررسی 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- خلاصه تحقیق و نتیجه گیری ...................................................................................................................................157

    6-3- پیشنهادات برای تحقیقات آینده ...............................................................................................................................158

    مراجع ..........................................................................................................................................................................................159

     



     

    منبع:

    آیین نامه بارگذاری پل ها، 1379، نشریه 139، معاونت امور فنی، دفتر امور فنی، تدوین معیارها، سازمان مدیریت و برتامه ریزی کشور.

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

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

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

    تفسیر دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود، 1381، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله.

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

    حمره، جلال،1387، تعمیرات دیوارهای بنایی برای مقاومت در برابر زلزله با FRP، عمران و مقاوم سازی.

    دانش، فخرالدین و بهشتی اول، سید بهرام؛ شاهرودی، مهناز، 1388، تخمین پارامترهای اثرگذار بر رفتار غیرخطی ستونهای دورپیچ شده با CFRP  به روش اجزاء محدود.

    دریا بیگی، سید رضا؛ حسینی حصاری، سید حسین و رضایی فر، امید؛ 1390، تقویت و بهسازی سازه های بتنی با مصالح FRP مفاهیم و کاربرد، انتشارات علم و ادب، چاپ اول.

     رهگذر، رضا؛ قنبری، حمید و علمدار زاده، پیمان،1387 ،ارزیابی آسیب پذیری و ارائه طرح بهسازی لرزه ای پل بتن آرمه در محور سیرجان- قطروئیه در استان کرمان، سومین کنفرانس بین المللی پل، تهران.

     زارع برزشی، محمدرضا و صمد قدس، امیر؛1391 ، مقاوم سازی پل های بتنی.

     سازمند، اسلام؛ مالک، شاهرخ و ساعدی داریان، امیر؛ 1390، بهسازی اجزاء و اتصالات پایه های قابی شکل بتن آرمه پل ها با بهره گیری از مواد کامپوزیت، نشریه مهندسی عمران و نقشه برداری، دوره 45، شماره دوم، صص 19-179.

     شربتدار، محمد کاظم و بهاری زاده، علی؛ سیوندی پور، عباس، 1388، بررسی نرم شدگی و سخت شدگی کرنش بتن محصور شده با ورق های FRP بر مقاومت و شکل پذیری اعضاء فشاری.

     صالحیان، حمید رضا و اصفهانی، محمد رضا، 1388 بررسی آزمایشگاهی مقاومت ستون بتنی محصورشده با GFRP تحت اثر توام نیروی محوری و لنگر خمشی و مقایسه با مدلهای تئوری.

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

     عباس نیا، رضا و رستمیان، مهدی، 1389 بررسی رفتار تنش – کرنش ستون ها یا نمونه های بتنی مسلح ومحصورشده با FRP.

     عندلیب، امیر، 1391، مدل سازی اثر الیاف کامپوزیتی FRP بر مقاوم سازی ستون های بتنی مسلح به روش المان محدود، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه گیلان، رشت.

     فاضلی پور، محیا و توکلی زاده، محمدرضا، 1390، بررسی اثرچیدمان ورق های CFRP در مقاوم سازی دیوارهای بتنی دربرابر بار انفجار، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، سمنان.

     قصابی کندلجی، مهدی و مهدیزاده اقدام، مصطفی؛1385، معرفی کامپوزیت های FRP در تقویت و مقاوم سازی سازه ها در برابر حوادث طبیعی، همایش عمران و مقاوم سازی، اطلاع رسانی توسعه پژوهان هزاره سوم.

     کریمی کنزق، عباس، 1388، ارزیابی لرزه ای پل ها با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور) ،پایان نامه کارشناسی ارشد،دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل.

     کریمی، محمد، 1392، آشنایی با بتن الیافی و FRP، تولید کننده و صادر کننده پلی استر و پلی پروپیلن.

     مجیدی شیل فر، رامین و حیدری، روزبه، 1390، تقویت سازه های بتنی با استفاده از الیاف مسلح شده پلیمریCFRP، اولین کنفرانس بین المللی و سومین کنفرانس ملی سد و نیروگاه های برق آبی.

     مرادی، اسماعیل و پریش، یوسف، 1390، ارزیابی روش های بهسازی سازه ای پل ها با الیاف FRP، کنفرانس بین المللی بهسازی لرزه ای، تبریز.

     ناطق الهی، فریبرز و ملکی، شهرام؛ 1385، مقاوم سازی سازه های بتنی با استفاده از FRP، چاپ اول، تهران، انتشارات نورپردازان

     نشریه 139، آیین نامه بارگذاری پل ها، 1379، معاونت امور فنی، دفتر امور فنی، تدوین معیارها، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور.

     نشریه 360، دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود، 1385، معاونت امور فنی، دفتر امور فنی، تدوین معیارها و کاهش خطر پذیری ناشی از زلزله، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور.

     نشریه 463، آیین نامه طرح پل های شوسه و راه آهن در برابر زلزله،1387، معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رئیس جمهور.

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

     ABAQUS Analysis Userʼs Manual version 6.10.1.

     Applied Technology Council, 1996, Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings, ATC-40 Report, Redwood City, California, Novemvber.

     Applied Technology Council, 1996, Improved seismic design criteria for California bridges, Resource Document. ATC-32-1 Report, Redwood City, California.

     Chestre, Carlos, Manual A.G. Silva, 2010, Monotonic axial behavior and modeling of RC circular columns confined with CFRP, . Engineering Structures, Volume 32, Issue 8, August 2010, Pages 2268-2277.

     FEMA-356, Applied Technology council ,2000, Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of building, Washington, Federal Emergency Management Agency, November.

     FEMA-440, Applied Technology Council, 2005, Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures, Washington , Federal Emergenncy Agency, Jun.

     Priestly, M. J. N., Seible, F., and Calvi, G. M., 1996, Seismic Design and Retrofit of Bridges, John Wiley & Sons, Inc., New York.

     A. Nanni Chairman, H. Saadatmanesh Secretary, M. R. Ehsani Subcommittee chairman for the State-of-the-Art Report, 2002, State-of-the-Art Report on Fiber Reinforced Plastic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures Reported by ACI Committee 440.

     Eunsoo Choi, Inkyu Rhee, Joonam Park, Baik-Soon Cho, 2011, Seismic retrofit of plain concrete piers of railroad bridges using composite of FRP-steel plates, Available online at

     WWW.Sciencedirect.com



تحقیق در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, مقاله در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, پروپوزال در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, تز دکترا در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, پروژه درباره پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, گزارش سمینار در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP, رساله دکترا در مورد پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس