پایان نامه توزیع خسارت لرزه ای در اجزاء ساختمان­ های فولادی با میراگر ویسکوالاستیک

پایان‌نامه کارشناسی ارشد

در رشته­ی مهندسی عمران گرایش زلزله

عنوان :
توزیع خسارت لرزه ای در اجزاء ساختمان­ های فولادی با میراگر ویسکوالاستیک

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 135  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده

وارد آمدن خسارت سازه­ای با مفهوم رفتار غیر ارتجاعی و درنتیجه انرژی هیسترزیس نزدیکی بسیاری دارند. لذا می­توان گفت که انرژی هیسترزیس در این سطوح، معیاری قابل‌توجه جهت طراحی و یا کنترل سازه می­تواند باشد. بستگی زیاد انرژی هیسترزیس به خسارت سازه­ای موجب شده تا این مفهوم و روش­های نوین طراحی سازه­ای موردتوجه محققان و مهندسان قرار گیرد.

در این پژوهش، ابتدا سه قاب 4، 8 و 12 طبقه فولادی با سیستم قاب خمشی متوسط به روش استاتیکی معادل بر اساس ویرایش اول استاندارد2800 و به‌وسیله نرم­افزار ETABS(Ver. 9.5.0) طراحی‌شده‌اند، سپس تمام قاب­ها تحت اثر هفت شتاب‌نگاشت حوزه نزدیک و هفت شتاب‌نگاشت حوزه دور به‌وسیله نرم­افزار PERFORM3D(Ver.5) مورد آنالیز دینامیکی غیرخطی قرارگرفته‌اند. هدف از این مطالعه بررسی نحوه توزیع خسارت، انرژی، جابجایی نسبی، جابجایی بام و برش پایه در قاب­های موردبررسی است. در ادامه لزوم به‌کارگیری روش مقاوم­سازی جهت کاهش جابجایی نسبی، بر مبنای آیین‌نامه شرح داده‌شده است، سپس از میراگرهای ویسکوالاستیک جهت مقاوم­سازی و کاهش خسارت در قاب­های موردبررسی، استفاده‌شده است.

نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که علی­رغم توزیع یکنواخت مقاومت در ارتفاع طبقات، نمودارهای توزیع انرژی هیسترزیس و خسارت از این توزیع پیروی نمی­کنند و تمرکز انرژی و خسارت در یک یا چندطبقه مشاهده می­شود. لذا برای استفاده بهینه از حداکثر ظرفیت سیستم، طراحی سازه­ها صرفاً بر اساس مقاومت، منطقی به نظر نمی­رسد و باید پارامترهای دیگری مانند انرژی هیسترزیس که نقش عمده­ای در خسارت اعضای سازه دارند، درروند طراحی لحاظ شود که در این تحقیق از میراگرهای ویسکوالاستیک جهت مقاوم­سازی استفاده‌شده است، نتایج نشان می­دهد که این نوع از میراگر نقش زیادی در جذب انرژی و کاهش خسارت در ساختمان­ها دارد. همچنین تأثیر استفاده از میراگرهای ویسکوالاستیک بر کاهش خسارت قاب­های با ارتفاع زیاد، بیشتر بوده است و تحت زلزله­های حوزه نزدیک عملکرد خوبی در کاهش خسارت نشان می­دهد.

واژه‌های کلیدی: انرژی هیسترزیس، خسارت، تحلیل دینامیکی، مقاوم­سازی، میراگر ویسکوالاستیک

فهرست مطالب

فصل 1 مقدمه 1

1-1 مقدمه 2

1-2 ضرورت و اهداف تحقیق 3

1-3 ساختار پایان­نامه 4

فصل 2 مروری بر منابع 5

2-1 مقدمه 6

2-2 مفاهیم اولیه انرژی 6

2-2-1 معادلات انرژی در سیستم یک درجه آزادی 7

2-2-2 معادله انرژی مطلق 8

2-2-3 معادله انرژی نسبی 9

2-2-4معادلات انرژی در سیستم چند درجه آزادی با رفتار غیرخطی……………………………..9

2-2-5 تجزیه انرژی ورودی به عبارت­های مختلف انرژی 10

2-2-5-1 انرژی ورودی ) 11

2-2-5-2 انرژی هیسترتیک( ) 11

2-2-5-3 انرژی میرایی لزج یا ویسکوز( ) 12

2-2-5-4 انرژی جنبشی ( ) 12

2-2-5-5انرژی الاستیک( ) 13

2-2-6 تأثیر پارامترهای سازه­ای بر انرژی ورودی 13

2-2-6-1 تأثیر دوره تناوب سازه 13

2-2-6-2 تأثیر نسبت شکل‌پذیری و مدل هیسترتیک در انرژی ورودی 14

2-2-6-3 تأثیر نسبت میرایی در انرژی ورودی 14

2-3 شاخص‌های خسارت 14

2-3-1 شاخص­های خسارتی بیشینه تغییرشکل 15

2-3-1-1 نسبت شکل‌پذیری 15

2-3-1-2 تغییر مکان نسبی بین طبقه‌ای 16

2-3-1-3 نسبت خسارت خمشی 16

2-3-2 شاخص­های خسارتی تجمعی 16

2-3-2-1 تغییر شکل‌های تجمعی نرمال شده 17

2-3-2-2 انرژی تلف‌شده تجمعی نرمال شده 17

2-3-2-3 خستگی سیکل کوتاه 17

2-3-3 شاخص­های ترکیبی 18

2-3-3-1 تغییر مکان حداکثر و اتلاف انرژی 18

2-3-3-2 منحنی لنگر – انحنا 19

2-3-4 شاخص­های خسارت بیشینه شکل­پذیری 19

2-3-5 میانگین وزنی شاخص­های خسارت 20

2-3-6 تاریخچه شاخص خسارت 20

2-4 کنترل‌های لرزه­ای 24

2-4-1 انواع سیستم های کنترل‌کننده لرزه­ای 24

2-4-1-1 سیستم کنترل‌کننده غیرفعال 25

2-4-1-2 سیستم کنترل‌کننده فعال 26

2-4-1-3 سیستم کنترل‌کننده پیوندی 27

2-4-1-4 سیستم کنترل‌کننده نیمه فعال 28

2-5 میراگرها 28

2-5-1 میراگرهای جرمی تنظیم شده 29

2-5-2 میراگر مایع تنظیم شده 31

2-5-3 میراگر ویسکوز 42

2-5-4 میراگرهای تسلیمی (فلزی) 35

2-5-5 میراگرهای آلیاژ فلزی با تغییرشکل حافظه ای 38

2-5-6 میراگرهای اصطکاکی 40

2-5-7 میراگرهای ویسکوالاستیک 42

2-5-7-1 ساختار مواد ویسکوالاستیک 42

2-5-7-2 مشخصات دینامیکی میراگرهای ویسکوالاستیک 43

2-5-7-3 مدل‌سازی سازه‌های دارای میراگر ویسکوالاستیک 46

2-5-7-4 روش انرژی کرنشی مودال 48

2-5-7-5 روش طراحی 49

2-5-7-6 پیشینه کاربردی میراگرهای ویسکوالاستیک 51

فصل 3 معرفی و مدلسازی سازه­های موردمطالعه 54

3-1 مقدمه 55

3-2 قاب­های موردبررسی در این مطالعه 55

3-3 بارگذاری و طراحی قاب­ها در نرم­افزار ETABS ver9.5.0 56

3-4 چگونگی انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی 59

3-5 انتخاب شتاب‌نگاشت‌ها 60

3-6 هم‌پایه کردن شتاب‌نگاشت‌های انتخابی 61

3-7 خصوصیات نرم­افزار Perform 3D 61

3-7-1 المان­های مورداستفاده در نرم­افزار Perform 3D 61

3-7-2 گام زمانی در آنالیز غیرخطی نرم­افزار Perform 3D 62

3-7-3 تکنیک حل نرم­افزار Perform 3D 62

3-7-4 انرژی در نرم­افزار Perform 3D 62

3-7-4-1 محاسبه انرژیهای غیر الاستیک و کرنشی 63

3-7-4-2 خطای انرژی 65

3-7-5 فرضیات تحلیل دینامیکی و مدلسازی در نرم­ا­فزار Perform3D 65

3-7-6 مدلسازی میراگر ویسکوالاستیک در نرم­افزار Perform 3D 65

3-7-7 کنترل صحت مدلسازی میراگر ویسکوالاستیک در نرم افزارPerform 3D 68

فصل 4 نتایج و تفسیر آنها 71

4-1 مقدمه 72

4-2 بررسی نتایج تغییر مکان نسبی طبقات 73

4-2-1 قاب 4 طبقه 73

4-2-2 قاب 8 طبقه 75

4-2-3 قاب 12 طبقه 77

4-2-4 نتایج میانگین تغییر مکان نسبی طبقات در قاب­ها 79

4-3 بررسی نتایج تاریخچه زمانی انرژی ورودی زمین­لرزه 81

4-3-1 نتایج تاریخچه زمانی انرژی ورودی زلزله لندرز 81

4-3-1-1 قاب 4 طبقه 81

4-3-1-2 قاب 8 طبقه 83

4-3-1-3 قاب 12 طبقه 83

4-3-2 نتایج تاریخچه زمانی انرژی ورودی زلزله طبس 84

4-3-2-1 قاب 4 طبقه 84

4-3-2-2 قاب 8 طبقه 85

4-3-2-3 قاب 12 طبقه 86

4-4 بررسی انرژی هیسترزیس در سازه 87

4-4-1 قاب 4 طبقه 88

4-4-2 قاب 8 طبقه 89

4-4-3 قاب 12 طبقه 90

4-4-4بررسی میانگین انرژی هیسترزیس وارد بر قاب­ها 91

4-5 بررسی انرژی باقی‌مانده در سازه 91

4-5-1قاب 4 طبقه 92

4-5-2 قاب­ 8 طبقه 93

4-5-3 قاب­ 12 طبقه 94

4-5-4بررسی میانگین انرژی باقی­مانده در قاب­ها 95

4-6 بررسی نسبت انرژی هیسترزیس به انرژی ورودی در قاب­ها 95

4-7 بررسی توزیع خسارت در ارتفاع قاب­های موردبررسی 96

4-7- قاب­ 4 طبقه 96

4-7-2 قاب­ 8 طبقه 98

4-7-3 قاب­ 12طبقه 100

4-7-4 نتایج میانگین شاخص خسارت طبقات در قاب­ها 102

4-8 بررسی شاخص خسارت کل سازه در قاب­های موردبررسی 104

4-9 بررسی برش پایه در سازه 105

4-9-1 قاب­ 4 طبقه 106

4-9-2 قاب­ 8 طبقه 107

4-9-3 قاب 12طبقه 108

4-9-4 نتایج میانگین برش پایه قاب­های موردبررسی 109

4-10 بررسی جابجایی بام در سازه 110

فصل 5 جمع‌بندی و پیشنهادها 111

5-1 مقدمه 112

5-2 نتیجه‌گیری 112

5-3 پیشنهادات 113

مراجع 115

فهرست شکل‌ها

شکل (1-1) خسارت جانی ناشی از زمین­لرزه­های مهم 3

شکل (2-1) مدل ریاضی حرکت یک سیستم یک درجه آزادی 8

شکل (2-2) تاریخچه زمانی انرژِی یک قاب خمشی فولادی 5 طبقه با میرایی 5 درصد 11

شکل (2-3) نحوه عملکرد میراگر جرمی، راست – چگونگی وارد شدن نیروی اینرسی میراگر، وسط – حرکت ساختمان به سمت راست، ثابت ماندن جرم و جمع وکشیده شدن فنرها، چپ – حرکت ساختمان به سمت چپ، ثابت ماندن جرم و جمع وکشیده شدن فنرها 30

شکل (2-4) میراگر مایع تنظیم‌ شده ستونی در برج ملینیوم 31

شکل (2-5) میراگر مایع تلاطمی 32

شکل (2-6) میراگر ویسکوز به همراه جزئیات آن 33

شکل (2-7) حلقه کامل انرژی تلف‌شده برای میرایی ویسکوز 35

شکل (2-8) میراگر تسلیمی مثلثی شکل (TADAS) و منحنی پسماند آن 36

شکل (2-9) میراگر تسلیمی X-شکل(ADAS) 36

شکل (2-10) سیستم بادبند شکل‌پذیر 37

شکل (2-11) میراگرهای تسلیمی در بادبندهای هم‌محور 37

شکل (2-12) منحنی‌های تنش و کرنش و جزییات انتقال حرارت برای اصطلاحاً رفتار فوق الاستیک 39

شکل (2-13) منحنی‌های تنش و کرنش و جزییات انتقال انرژی برای حالت میرایی هیسترزیس فلز ترد 39

شکل (2-14) حلقه‌های هیسترزیس برای میراگرهای آلیاژی با تغییر شکل حافظه‌ای a) رفتار فوق الاستیک SMA و b) میرایی هیسترزیس فلز ترد 40

شکل (2-15) حلقه‌های پسماند انواع میرایی‌ها 41

شکل (2-16) میراگر ویسکوالاستیک 42

شکل (2-17) منحنی پسماند میراگر ویسکوالاستیک 44

شکل (2-18) ضریب افزایش دینامیکی برحسب فرکانس بار وارده به فرکانس طبیعی سیستم مدل‌سازی 46

شکل (2-19) مدل تحلیلی ماکسول برای مواد ویسکوالاستیک 47

شکل (2-20) مدل تحلیلی کلوین برای مواد ویسکوالاستیک 47

شکل (3-1) مشخصات مقاطع قاب 4 طبقه 57

شکل (3-2) مشخصات مقاطع قاب 8 طبقه 57

شکل (3-3) مشخصات قاب 12 طبقه 58

شکل (3-4) جانمایی میراگر در قاب 8 طبقه 59

شکل (3-5) بارگذاری و باربرداری یک المان غیرخطی 63

شکل (3-6) تغییرات انرژی برای مسیرهای شکل (3-5) 64

شکل (3-7) نمودار مدول ذخیره برشی برحسب فرکانس. 66

شکل (3-8) نمودار مدول اتلاف برشی برحسب فرکانس. 66

شکل (3-9) ابعاد و اندازه ساختمان مورد آزمایش 68

شکل (3-10) منحنی هیسترزیس میراگر ویسکوالاستیک تحت زلزله السنترو 69

شکل (3-11) منحنی هیسترزیس حاصل از مدل‌سازی در    Perform3D 70

شکل (4-1) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور بدون میراگر 74

شکل (4-2) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور با میراگر 74

شکل (4-3) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک بدون میراگر 75

شکل (4-4) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک با میراگر 75

شکل (4-5) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور بدون میراگر 76

شکل (4-6) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور با میراگر 76

شکل (4-7) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک بدون میراگر 77

شکل (4-8) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک با میراگر 77

شکل (4-9) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور بدون میراگر 78

شکل (4-10) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور با میراگر 78

شکل (4-11) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک بدون میراگر 79

شکل (4-12) نتایج تغییر مکان نسبی طبقات در قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک با میراگر 79

شکل (4-13) نتایج میانگین تغییرمکان نسبی طبقات در قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک 80

شکل (4-14) نتایج میانگین تغییرمکان نسبی طبقات در قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک 80

شکل (4-15) نتایج میانگین تغییرمکان نسبی طبقات در قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک 81

شکل (4-16) قاب 4 طبقه تحت رکورد دور لندرز بدون میراگر 82

شکل (4-17) قاب 4 طبقه تحت رکورد دور لندرز با میراگر 82

شکل (4-18) قاب 4 طبقه تحت رکورد نزدیک لندرز بدون میراگر 82

شکل (4-19) قاب 4 طبقه تحت رکورد نزدیک لندرز با میراگر 82

شکل (4-20) قاب 8 طبقه تحت رکورد دور لندرز بدون میراگر 83

شکل (4-21) قاب 8 طبقه تحت رکورد دور لندرز با میراگر 83

شکل (4-22) قاب 8 طبقه تحت رکورد نزدیک لندرز بدون میراگر 83

شکل (4-23) قاب 8 طبقه تحت رکورد نزدیک لندرز با میراگر 83

شکل (4-24) قاب 12 طبقه تحت رکورد دور لندرز بدون میراگر 84

شکل (4-25) قاب 12 طبقه تحت رکورد دور لندرز با میراگر 84

شکل (4-26) قاب 12 طبقه تحت رکورد نزدیک لندرز بدون میراگر 84

شکل (4-27) قاب 12 طبقه تحت رکورد نزدیک لندرز با میراگر 84

شکل (4-28) قاب 4 طبقه تحت رکورد دور طبس بدون میراگر 85

شکل (4-29) قاب 4 طبقه تحت رکورد دور طبس با میراگر 85

شکل (4-30) قاب 4 طبقه تحت رکورد نزدیک طبس بدون میراگر 85

شکل (4-31) قاب 4 طبقه تحت رکورد نزدیک طبس با میراگر 85

شکل (4-32) قاب 8 طبقه تحت رکورد دور طبس بدون میراگر 86

شکل (4-33) قاب 8 طبقه تحت رکورد دور طبس با میراگر 86

شکل (4-34) قاب 8 طبقه تحت رکورد نزدیک طبس بدون میراگر 86

شکل (4-3) قاب 8 طبقه تحت رکورد نزدیک طبس با میراگر 86

شکل (4-36) قاب 12 طبقه تحت رکورد دور طبس بدون میراگر 87

شکل (4-37) قاب 12 طبقه تحت رکورد دور طبس با میراگر 87

شکل (4-38) قاب 12 طبقه تحت رکورد نزدیک طبس بدون میراگر 87

شکل (4-39) قاب 12 طبقه تحت رکورد نزدیک طبس با میراگر 87

شکل (4-40) انرژی هیسترزیس وارد بر قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، دردوحالت با و بدون میراگر 88

شکل (4-41) انرژی هیسترزیس وارد بر قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر 88

شکل (4-42) انرژی هیسترزیس وارد بر قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، در دو حالت با و بدون میراگر 89

شکل (4-43) انرژی هیسترزیس وارد بر قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر 89

شکل (4-44) انرژی هیسترزیس وارد بر قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، در دو حالت با و بدون میراگر 90

شکل (4-45) انرژی هیسترزیس وارد بر قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر 90

شکل (4-46) میانگین انرژی هیسترزیس وارد بر قاب­ها تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر 91

شکل (4-47) نمودار انرژی باقیمانده در قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، دردوحالت با و بدون میراگر 92

شکل (4-48) نمودار انرژی باقیمانده در قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر 92

شکل (4-49) نمودار انرژی باقیمانده در قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، در دو حالت با و بدون میراگر 93

شکل (4-50) نمودار انرژی باقیمانده در قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر 93

شکل (4-51) نمودار انرژی باقیمانده در قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، در دو حالت با و بدون میراگر 94

شکل (4-52) نمودار انرژی باقیمانده در قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر 94

شکل (4-53) میانگین انرژی باقیمانده در قاب­ها تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر 95

شکل (4-54) نسبت میانگین انرژی هیسترزیس به انرژی ورودی در قابها تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک 96

شکل (4-55) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت بدون میراگر 97

شکل (4-56) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت با میراگر 97

شکل (4-57) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در حالت بدون میراگر 98

شکل (4-58) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در حالت با میراگر 98

شکل (4-59) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت بدون میراگر 99

شکل (4-60) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت با میراگر 99

شکل (4-61) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در حالت بدون میراگر 100

شکل (4-62) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در حالت با میراگر 100

شکل (4-63) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت بدون میراگر 101

شکل (4-64) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت با میراگر 101

شکل (4-65) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در حالت بدون میراگر 102

شکل (4-66) نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در حالت با میراگر 102

شکل (4-67) نتایج میانگین توزیع خسارت در قاب 4 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک 103

شکل (4-68) نتایج میانگین توزیع خسارت در قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک 103

شکل (4-69) نتایج میانگین توزیع خسارت در قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک 104

شکل (4-70) نتایج میانگین خسارت کلی در قابهای موردبررسی تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک 105

شکل (4-71) برش پایه قاب 4طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در دو حالت با و بدون میراگر (تن) 106

شکل (4-72) برش پایه قاب 4طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در دو حالت با و بدون میراگر (تن) 106

شکل (4-73) برش پایه قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در دو حالت با و بدون میراگر (تن) 107

شکل (4-74) برش پایه قاب 8 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در دو حالت با و بدون میراگر (تن) 107

شکل (4-75) برش پایه قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در دو حالت با و بدون میراگر (تن) 108

شکل (4-76) برش پایه قاب 12 طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در دو حالت با و بدون میراگر (تن) 108

شکل (4-77) میانگین برش پایه قاب­های موردبررسی، تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک در دو حالت با و بدون میراگر (تن) 109

فهرست جدول‌ها

جدول (2-1) خواص یک میراگر ویسکوالاستیک نمونه 45

جدول (2-2) مقادیر نسبت میرایی و تغییرات فرکانس منطبق با آن برای یک میراگر ویسکوالاستیک خاص با فرض میرایی متناسب 48

جدول (3-1) مشخصات رکورد زلزله­های حوزه نزدیک مورد استفاده در این تحقیق 60

جدول (3-2) مشخصات رکورد زلزله­های حوزه دور مورد استفاده در این تحقیق 60

جدول (3-3) اطلاعات سختی و میرایی میراگر ویسکوالاستیک در قاب 4 طبقه 67

جدول (3-4) اطلاعات سختی و میرایی میراگر ویسکوالاستیک در قاب 8 طبقه 67

جدول (3-5) اطلاعات سختی و میرایی میراگر ویسکوالاستیک در قاب 12 طبقه 67

جدول (3-6) مشخصات مقاطع المان­های مورداستفاده 68

جدول (3-7) ابعاد و اندازه میراگر ویسکوالاستیک 69

جدول (4-1) جدول حالات مختلف بررسی قاب­ها در این پژوهش 73

جدول (4-2) مقادیر جابجایی بام برحسب سانتی‌متر برای رکوردهای حوزه دور 110

جدول (4-3) مقادیر جابجایی بام برحسب سانتی­متر برای رکوردهای حوزه نزدیک 110

فهرست نمادها

انرژی ورودی……………………………

انرژی جنبشی …………………………..

انرژی میرایی…………………………..

انرژی کرنشی الاستیک……………………..

انرژی هیسترتیک…………………………

شاخص خسارت پارک انگ…………………..

میراگر ویسکوالاستیک…………………… VED

مدول ذخیره برشی ……………………….

مدول اتلاف برشی…………………………

مدول مرکب برشی…………………………

سختی میراگر……………………………

میرایی میراگر………………………….

نسبت میرایی معادل ……………………..

مدول اتلاف………………………………

مقدمه

سالانه در جهان، به‌طور متوسط 10000 نفر در اثر زلزله می­میرند (شکل (1-1)). بررسی­های سازمان یونسکو نشان می­دهد که خسارت مالی ناشی از زلزله از سال 1926 تا 1950 میلادی، چیزی در حدود 10 میلیارد دلار بوده است. در این فاصله زمانی در آسیای میانه دو شهر و 200 روستا تخریب شدند. از آن موقع به بعد نیز چندین شهر ازجمله عشق­آباد (1948)، اقادیر (1960)، اسکو پیه (1963)، ماناگوا (1972)، گمونا و تانگ شان (1976)، مکزیکوسیتی (1985)، اسپیتاکا (1988)، کوبه (1995)، شهرهایی در ترکیه و تایوان (1999) و صدها روستا در اثر زمین­لرزه با خاک یکسان شدند. نوشته­های تاریخی گواه نگرانی دیرینه بشر از خطرات ناشی از زمین­لرزه می­باشند[1]. به همین دلیل است که انسان درصدد مقابله با این پدیده طبیعی می­باشد که در این راه پیشرفت­های چشمگیری نیز کرده است. اما بااین‌وجود به دلیل پیچیدگی بیش‌ازحد این پدیده کماکان نتوانسته چه ازلحاظ جانی و چه ازلحاظ مادی به ایمنی و تضمین کامل برسد.

امروزه به‌خوبی مشخص‌شده است که سازه­های طراحی‌شده بر اساس ضوابط آیین‌نامه‌های موجود، در برابر زلزله­های شدید، متحمل خسارات سنگین خواهند شد. ولی بااین‌وجود هنوز برخی ضوابط طراحی لرزه­ای ( خصوصاً در طراحی اولیه سازه­ها ) بر پایه تحلیل­های ارتجاعی و استفاده از یک نیروی استاتیکی معادل با زلزله بناشده‌اند[2و3].

بارهای لرزه­ای اصولاً ماهیتی قراردادی و اعتباری داشته و نیروهای طراحی لرزه­ای پیشنهادشده توسط آیین‌نامه‌ها عموماً به‌مراتب کوچک‌تر از نیروهایی می­باشند که در هنگام زلزله به سازه وارد می­گردند. نیروهای بکار گرفته‌شده به‌وسیله زلزله به ویژگی­های الاستیک و پلاستیک سازه بستگی دارند.

پژوهش­های مختلف نشان می­دهند که در پاسخ لرزه­ای سازه­ها، پارامترهای دیگری نیز دخیل می­باشند و صرف بحث نیرو – تغییر مکان در ارتجاعی یا حتی الاستوپلاستیک کامل دوخطی نمی­تواند توجیه‌کننده تمامی رفتارهای لرزه­ای سازه باشد. درنتیجه پژوهشگران، به دنبال پیشنهاد روشی نوین در طرح لرزه­ای سازه­ها می­باشند. در همین راستا و طی دو دهه اخیر بحث انرژی بسیار موردتوجه قرارگرفته است. زیرا با پیشرفت­های حاصل‌شده در این روش، بسیاری از پارامترها و رفتارهای مطرح در طرح لرزه­ای سازه­ها قابلیت توجیه و اعمال در فرآیند طراحی را یافته­اند. بااین‌وجود، هنوز هم ناشناخته­ها و کاستی­های فراوانی درروش انرژی وجود دارد که مانع از ارائه آن به‌عنوان یک روش جامع در قالب آیین‌نامه‌ای مطمئن گشته است. با توجه به تحقیقات و پژوهش‌های گسترده‌ای که در حال حاضر روی این موضوع در سطح جهان صورت می­گیرد، آتیه­ای روشن برای آن پیش‌بینی می­گردد و چه‌بسا در آینده­ای نزدیک، اصول و ضوابط موجود فعلی در آیین‌نامه‌ها با اصول و ضوابط روش انرژی جایگزین گردند.

• خسارت جانی ناشی از زمین­لرزه­های مهم[1]

1-2 ضرورت و اهداف تحقیق

بامطالعه رفتار ساختمان­هایی که به روش مقاومتی طراحی‌شده‌اند و تحت آنالیزهای دینامیکی غیرخطی قرارگرفته‌اند می­توان مشاهده کرد که در طراحی بر اساس مقاومت علی­رغم توزیع یکنواخت مقاومت در طبقات، این روش دارای ضعف­هایی است و نمی­تواند روش کاملی برای طراحی ساختمان­ها باشد و همواره یک تمرکز انرژی و خسارت در یک یا دوطبقه مشاهده می­شود. مطالعات نشان می­دهد که بررسی سازه­ها بر اساس مفاهیم انرژی می­تواند رفتار سازه را در هنگام زلزله بهتر نشان دهد، ازاین‌رو در این مطالعه سعی شده که سازه بر اساس مفاهیم انرژی موردبررسی قرار گیرد.

با وقوع زلزله انرژی زیادی به سازه وارد می­شود، سازه باید این انرژی را به‌صورت­های مختلف جذب و یا تلف کند. اعضای سازه در برابر انرژی زلزله که مقدار قابل‌توجهی است، وارد محدوده غیر ارتجاعی می­شوند تا با تغییرشکل­های خود بتوانند این انرژی را جذب کنند. با وارد شدن اعضای سازه­ها به محدوده غیر ارتجاعی، تغییرشکل­های ماندگاری در سازه به وجود می­آید که برای ادامه بهره­برداری از سازه، باید آن اعضایی که بیش‌ازحد تغییر شکل داده­اند یا دیگر قابلیت بهره­برداری را ندارند را با اعضای جدید جایگزین و یا آن‌ها را تقویت نمود که اجرای این کار دشوار و هزینه آن نیز بالا می­باشد. لذا با قرار دادن میراگرها در سازه، این میراگرها با جذب انرژی زلزله از وارد شدن دیگر اجزای سازه به محدوده غیر ارتجاعی جلوگیری به عمل می­آورند و درنتیجه بعد از زلزله اجزای مختلف سازه همچنان قابلیت بهره­برداری خود را حفظ کرده­اند و فقط می­توان با بازدید میراگرها در صورت لزوم آن­ها را تعویض و یا تعمیر نمود.

با توجه به مطالب بیان‌شده، در این پژوهش به بررسی سازه­هایی که میراگر، به‌عنوان یک روش مقاوم­سازی، به آن‌ها اضافه‌شده پرداخته می­شود. بدین منظور با انتخاب تعدادی قاب فولادی با سیستم قاب خمشی متوسط که بر اساس ویرایش اول استاندارد 2800[4] طراحی می­شوند به بررسی آسیب‌پذیری لرزه­ای این قاب­ها، تحت زمین‌لرزه‌های مختلف حوزه دور و نزدیک و بر اساس مفاهیم انرژی پرداخته و پارامترهایی همچون خسارت طبقات و قاب­ها، جابجایی نسبی طبقات، برش پایه و جابجایی بام را موردبررسی قرار می­دهیم سپس با کنترل مقادیر جابجایی نسبی بر اساس آیین‌نامه، لزوم به‌کارگیری روش مقاوم­سازی جهت کاهش این مقادیر شرح داده می شود. بدین منظور از میراگرهای ویسکوالاستیک جهت کاهش جابجایی نسبی و خسارت وارد برسازه استفاده می­شود. یکی از مزایای استفاده از میراگرهای ویسکوالاستیک این است که برای فعال کردن این میراگرها نیاز به تحریک خارجی نیست و برخلاف میراگرهای اصطکاکی که برای کمتر از نیروی لغزش نمی­توانند فعال شوند میراگرهای ویسکوالاستیک در هر زلزله­ای عمل کرده و انرژی تلف می­کنند و بدین ترتیب از خسارت وارد برسازه می­کاهند.

1-3 ساختار پایان­نامه

تحقیق حاضر در پنج فصل به‌صورت زیر تدوین‌شده است:

فصل اول شامل مقدمه، ضرورت و اهداف تحقیق و ساختار پایان­نامه می­باشد.

در فصل دوم، ابتدا به بررسی مفاهیم انرژی پرداخته و در ادامه شاخص­های خسارت معرفی‌شده و با توجه به، به‌کارگیری میراگر به‌منظور مقاوم­سازی قاب­های موردبررسی در این پژوهش، به‌مرور کنترل­های لرزه­ای، بخصوص انواع میراگرهای غیرفعال پرداخته‌شده است. با توجه به استفاده از میراگر ویسکوالاستیک در این پژوهش، مشخصات دینامیکی این نوع میراگر و روش­ طراحی آن به‌طور مفصل بیان می­شود.

فصل سوم به معرفی قاب­های فولادی و همچنین شتاب­نگاشت­های مختلف حوزه دور و نزدیک که به­منظور تحلیل دینامیکی غیرخطی به روش استاندارد 2800 مقیاس شده­اند، می­پردازد. در ادامه نرم­افزار Perform-3D معرفی و در انتهای فصل صحت مدل­سازی میراگر ویسکوالاستیک در نرم‌افزار فوق موردبررسی قرار می­گیرد.

فصل چهارم با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از تحلیل دینامیکی غیرخطی قاب­ها تحت زلزله­های حوزه دور و نزدیک، به بررسی انرژی، خسارت، جابجایی نسبی، برش پایه و جابجایی بام در طبقات و قاب­ها، قبل و بعد از مقاوم­سازی با میراگر ویسکوالاستیک می­پردازد.

فصل پنجم به ارائه خلاصه­ای از نتایج به‌دست‌آمده پرداخته و پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی ارائه می­گردد.....

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