پایان نامه بررسی پاسخ دینامیکی دال بتن مسلح تقویت شده تحت اثر بار انفجار به روش اجزاء محدود

با فرمت قابل ویرایش word - بررسی پاسخ دینامیکی یک دال بتن مسلح - دال بتن مسلح تقویت شده با مصالح FRP تحت اثر بار انفجار به کمک روش اجزاء محد

عنوان:

پاسخ دینامیکی یک دال بتن مسلح  تقویت شده با مصالح FRP تحت اثر بار انفجار به کمک روش اجزاء محد

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 158  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

سازه های مقاوم در برابر انفجار

سازه های بتنی معمولا به عنوان ساختمان های محافظ مورد استفاده قرار می گیرند یکی از بحث های مهمی که در سازه های بتنی وجود دارد، چگونگی تاثیر امواج انفجاری بر روی این سازه ها، حجم تخریب آن ها بر اثر انفجار و مقدار نفوذ موج انفجاری در سازه می باشد.

ساختمان ها و سازه ها در برابر انفجاری به شکل های مختلفی تخریب و فرو می ریزد. که این امر بستگی به ویژگی های بارگذاری دارد، که مهمترین این ویژگی ها شامل:

الف) شدت و قدرت انفجار   ب) میزان فاصله انفجار تا هدف است.

این دو مشخصه تا حدود زیادی شکل مودفروپاشی و تخریب سازه را برای طراح ساختمان امن معین می کند.

معمولا انفجار های نزدیک و مماس به هدف موجب ایجاد حفره و سوراخ بر روی عنصر مربوطه و حالت تورق را دراطراف آن ایجاد می کند. این دو مکانیسم تخریب، موجب تضعیف آن قسمت شده و ناحیه مشارکت بین تورق و حفره به راحتی فرو می ریزد. قابلیت مواد و مصالح مختلف در برابر سوراخ شدن و یا حالت تورق، و در نهایت نفوذ موجب تعیین ضخامت مورد نیاز برای حفظ یکپارچگی آن المان می شود.

معمولا نوع و شکل رفتار مواد و مصالح، روش و حالت تغییر شکل و درنتیجه مود فروپاشی را تعیین می کند. برخی از مصالح و مواد از نظر مقاومت کششی بسیار ضعیف هستند و در هنگام قرارگرفتن در برابر نیروی کششی شدید که بیش از حد توان آن آماده باشد گسیخته می شود. نمونه ای از این مصالح که دارای کاربرد بسیار فراوان در ساختمان است مصالح بتنی می باشد. مقاومت کششی بتن بسیار کمتر از مقاومت فشاری آنهاست و برای رفع این نقیضه و افزایش مقاومت بتن در برابر انفجار، از آرماتور در بتن استفاده می شود. آرماتورهای فولادی باعث افزایش مقاومت برشی و مقاومت کششی بتن می شود. حال اگر میزان و قدرت انفجار بیش ازمقاومت عضو بتن مسلح شود آنگاه گسیختگی بوجود می آید.

طراحی یک قسمت برای مقاومت در برابر آثار انفجارمحلی و شدید شاید همواره کاری معقول نباشد، به خصوص وقتیکه محل دقیق انفجار مشخص نیست. بدین ترتیب باید مفهوم تخریب محدود و محلی مورد توجه قرار گیرد.

عنوان                                                                                                                                      صفحه

چکییده………………………………………………….1

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….   3

1-2 سازه های مقاوم در برابر انفجار …………………………………………………………………………………..4

1-3 مقاوم سازی با استفاده از الیاف مسلح پلیمری(FRP) ……………………………………..6

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1  خلاصه ای از تحقیقات پیشین……………………………………………………………………………………8

فصل سوم:روش اجرای تحقیق

3-1 مبانی مدل سازی عددی……………………………..13

3-1-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………13

3-1-2 معرفی نرم افزار Abaqus…………………………………………………………………………………….13

3-1-3  مشخصات مصالح……………………………………………………………………………………………..14

3-1-3-1 رفتار بتن…………………………………………………………………………………………………………14

        3-1-3-1-1 رفتار تک محوری بتن در فشار………………………………………………………..15

        3-1-3-1-2 رفتار تک محوری بتن در کشش……………………………………………….17

        3-1-3-1-3 سخت شدگی کششی بتن………………………………………………………..19

3-1-4 مدلسازی فولاد………………………………………………………………………………………………….21

3-1-4-1  سخت شوندگی…………………………………………………………………………………………………21

3-1-4-2  سطح تسلیم فن میسز……………………………………………………………………………………………………………23

3-1-5  مدلسازی کامپوزیت های(FRP)…………………………………………………………………………………………………..25

3-1-5-1 مدلسازی(FRP) در نرم افزار آباکوس……………………………………………………………………………………26

3-1-6  تحلیل اجزا محدود سازه های بتنی به کمک نرم افزار Abaqus……………………………………………………….27

3-1-6-1 مدل  بتن ترک خورده…………………………………………………………………………………………………………..28

3-1-6-2 مدل بتن شکننده………………………………………………………………………………………………………………….28

3-1-6-3 مدل بتن آسیب دیده پلاستیک………………………………………………………………………………………………29

         3-1-6-3-1 روابط تنش کرنش…………………………………………………………………………………………………………..30

          3-1-6-3-2 آسیب و کاهش سختی بتن………………………………………………………………………………………………32

          3-1-6-3-3 تابع تسلیم……………………………………………………………………………………………………………………..33

          3-1-6-3-4 قانون جریان…………………………………………………………………………………………………………………..36

3-1-6-4  نحوه تعریف مدل ساختاری در آباکوس…………………………………………………………………………………38

3-1-6-5  مشخصات تحلیل اجزا محدود………………………………………………………………………………………………39

3-1-6-5-1 مدل سازی دال های بتن مسلح در این تحقیق………………………………………………………………………42

3-1-6-6  روش حل مسائل…………………………………………………………………………………………………………………46

3-2 بارگذاری انفجار ومشخصات مصالح تحت اثر بار انفجار……………………………………………………………………………..47

      3-2-1 تعریف انفجار…………………………………………………………………………………………………………47

3-2-1-1 موج ضربه…………………………………………………………………………………………………………………………..49

3-2-1-2 موج فشار……………………………………………………………………………………………………………………………50

3-2-1-3 انتشار موج انفجار………………………………………………………………………………………………………………..50

3-2-2 سطح بار انفجار……………………………………………………………………………………………………………………………51

3-2-3  طبقه بندی بارهای انفجاری بر اساس مبحث 21 از مقررات ملی ساختمان………………………………………….51

3-2-4  انفجار در هوا……………………………………………………………………………………………………………………………..53

3-2-4-1 فشار مبنای انفجار( )………………………………………………………………………………………………………53

3-2-4-2 فشار دینامیکی( )……………………………………………………………………………………………………………..55

3-2-4-3 بازتاب(انعکاس) موج انفجار و فشارهای ناشی از آن……………………………………………………………….56

3-2-4-4 پارامترهای مهم موج انفجار در هوا………………………………………………………………………………………..56

3-2-5 سازه های بتن آرمه مناسب در برابر انفجار………………………………………………………………………………………58

3-2-6 مقاومت دینامیکی بتن مسلح تحت اثر انفجار…………………………………………………………………………………..59

3-2-6-1 ضریب افزایش مقاومت (SIF)……………………………………………………………………………………………..61

3-2-6-2 ضریب افزایش دینامیکی (DIF)…………………………………………………………………………………………..61

3-2-6-3 تنش تسلیم در سازه های مقاوم در برابر انفجار……………………………………………………………………….63

3-3 مدل سازی عددی و اطمینان از صحت نتایج……………………………………………………………………………………………..63

3-3-1 نمونه اول……………………………………………………………………………………………………………………………………63

3-3-1-1 آزمایش دال بتنی در اثر بار انفجار…………………………………………………………………………………………64

          3-3-1-1-1 مشخصات هندسی و مصالح دال و شرایط مرزی……………………………………………………………….64

          3-3-1-1-2بارگذاری ……………………………………………………………………………………………65

3-3-1-2 مدل سازی دال بتنی آزمایش شده در اثر بار انفجار………………………………………………………………….66

3-3-1-2-1 المان بتن مسلح و اطلاعات ورودی نرم افزار……………………………………………………………………..66

3-3-1-2-2 مشخصات مصالح……………………………………………………………………………………………………………66

3-3-1-2-2-1 مشخصات مصالح بتن………………………………………………………………………………………………….66

3-3-1-2-2-2 مشخصات مصالح آرماتور فولادی…………………………………………………………………………………68

3-3-1-2-2-2 مشخصات مصالح ((CFRP……………………………………………………………………………………….69

        3-3-1-2-3 تاریخچه بارگذاری و شرایط مرزی……………………………………………………………………………………69  

         3-3-1-2-4 شبکه بندی…………………………………………………………………………………………………………………..70

         3-3-1-2-5 نتایج تحلیل………………………………………………………………………………………………………………….70

3-3-2  نمونه دوم…………………………………………………………………………………………………………………………………74

3-3-2-1 آزمایش دال بتنی در اثر بار انفجار………………………………………………………………………………………..74

          3-3-2-1-1 مشخصات هندسی و مصالح دال و شرایط مرزی………………………………………………………………74

          3-3-2-1-2 شرایط مرزی………………………………………………………………………………………………………………..75

          3-3-2-1-3 بارگذاری……………………………………………………………………………………………………………………..76

          3-3-2-1-4 تاریخ جابه جایی………………………………………………………………………………………………………….76

3-3-2-2 مدل سازی دال بتنی آزمایش شده در اثر بار انفجار…………………………………………………………………77

3-3-2-2-1 المان بتن مسلح و اطلاعات ورودی نرم افزار…………………………………………………………………….77

3-3-2-2-2 مشخصات مصالح………………………………………………………………………………………………………….77

3-3-2-2-2-1 مشخصات مصالح بتن………………………………………………………………………………………………..77

3-3-2-2-2-2 مشخصات مصالح آرماتور فولادی……………………………………………………………………………….79

3-3-2-3  تاریخچه بارگذاری وشرایط مرزی………………………………………………………………………………………79

3-3-2-4  شبکه بندی………………………………………………………………………………………………………………………80

3-3-2-5  نتایج تحلیل……………………………………………………………………………………………………………………..81

فصل چهارم:تجزیه و تحلیل و بیان نتایج حاصل از تحقیق

4-1 مقدمه…………………………..………………………………………………………………………………………………84

4-2 بررسی تاثیر لایه چینی های مختلف FRP بر عملکرد دال ها……………………………………………………………………85

4-2-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………….85

4-2-2 مدل های مورد مطالعه………………………………………………………………………………………………………………..88

4-2-3  نتایج دالهای با یک لایه دو طرفه…………………………………………………………………………………………………92

4-2-4 بررسی تنش در دال با توجه به نوع لایه چینی(FRP)…………………………………………………………………..103

4-3  بررسی تعداد لایه های در رفتار دال های مقاوم سازی شده…………………………………………………………………….104

4-3-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………..104

4-3-2 بررسی دالهای با دو لایه……………………………………………………………………………………………………………105

4-3-3  بررسی نتایج مربوط به دال های با تعداد لایه های مختلف و بحث روی نتایج………………………………..112

4-4 بررسی امتداد فیبرها در میزان باربری سیستم………………………………………………………………………………………….117

4-4-1 بررسی امتداد فیبرها در لایه های سرتاسری…………………………………………………………………………………121

4-4-2 بررسی امتداد فیبرها در آرایش بهینه 20deg……………………………………………………………………………….122

فصل پنجم:بحث و تفسیر و نتیجه گیری و جمع بندی

5-1 نتایج………………………………………………………………………………………………………………………………………………..126

5-2 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………………..128

 منابع:

منابع فارسی…………………………………………………………………………………………………………………………………………….129

منابع انگلیسی………………………………………………………………………………………………………………………………………….129

پیوست

چکییده انگلیسی ……………………………………

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران

و......

پایان نامه مقاوم سازی اعضای آسیب پذیر گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده

با فرمت قابل ویرایش word - پایان نامه‌ ارشد رشته‌ عمران گرایش سازه - بررسی مقاوم سازی اعضای آسیب پذیر گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده

فهرست مطالب

عنوان                                                                      صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1- تاریخچه­ی سازه­های فضاکار ……………………………………………………………………….1

1-2- مروری بر تحقیقات انجام شده …………………………………………………………..3

1-3- اهداف تحقیق ……………………………………………………………………….4

فصل دوم: معرفی سازه­های فضاکار

2-1- دسته­بندی سازه­های فضاکار از لحاظ شکل هندسی ………………………………………6

2-1-1- شبکه­ها …………………………………………………………………………………………7

2-1-2- چلیک­ها ……………………………………………………………………7

2-1-3- گنبدها ……………………………………………………………………………..8

2-1-4- سازه­های چادری ……………………………………………………………………………….9

2-2- اجزای تشکیل دهنده­ی سازه­های فضاکار مشبک ………………………….10

2-2-1- سیستم پیونده­ای …………………………………………………………………10

2-2-1-1- سیستم پیونده­ای گوی­سان …………………………………………………………………………………10

2-2-1-1-1- سیستم پیونده گوی­سان مرو ……………………………………………………………………………………………11

2-2-1-1-2- سیستم پیونده گوی­سان کراپ منتال ………………………………………………………………………………13

2-2-1-1-3- سیستم پیونده گوی­سان اوربا هیوب ………………………………………………………………………………..14

2-2-1-1-4- سیستم پیونده گوی­سان زوبلین ……………………………………………………………………………………….14

2-2-1-1-5- سیستم پیونده گوی­سان یونی تراس ………………………………………………………………………………..16

2-2-1-1-6- سیستم پیونده گوی­سان اورونا ………………………………………………………………………………………….18

2-2-1-1-7- سیستم پیونده گوی­سان کی­تی تراس ……………………………………………………………………………..19

2-2-1-1-8- سیستم پیونده گوی­سان اسکن اسپیس …………………………………………………………………………..20

2-2-1-2- سیستم پیونده نیامی ……………………………………………………………………………………21

2-2-1-2-1- سیستم پیونده نیامی نیپون استیل …………………………………………………………………………………..21

2-2-1-2-2- سیستم پیونده نیامی اسفروبت …………………………………………………………………………………………22

2-2-1-2-3- سیستم پیونده نیامی تیوبال ……………………………………………………………………………………………..23

2-2-1-2-4- سیستم پیونده نیامی کاسان (آکام فلز) ……………………………………………………………………………24

2-2-1-3- سیستم پیونده صفحه­ای ……………………………………………………………………………….25

2-2-1-3-1- سیستم پیونده­ی صفحه­ای کی­ای تراس …………………………………………………………………………..25

2-2-1-3-2- سیستم پیونده­ی صفحه­ای پاور استرات …………………………………………………………………………..25

2-2-1-3-3- سیستم پیونده­ی صفحه­ای یونی استرات ………………………………………………………………………….26

2-2-1-3-4- سیستم پیونده­ی صفحه­ای تمکور …………………………………………………………………………………….26

2-2-1-3-5- سیستم پیونده­ی صفحه­ای  اُکتا تیوب ……………………………………………………………………………..27

2-2-1-3-6- سیستم پیونده­ی صفحه­ای  تری دیماتیک ………………………………………………………………………27

2-2-1-3-7- سیستم پیونده­ی صفحه­ای  توراس گِستو ………………………………………………………………………..28

2-2-1-3-8- سیستم پیونده­ی صفحه­ای پراتو ……………………………………………………………………………………….29

2-2-1-4- سیستم پیونده­ی شکافی ……………………………………………………………………………………………………………29

2-2-1-5- سیستم پیونده­ی پوسته­ای ………………………………………………………………………………………………………..30

2-2-1-5-1- سیستم پیونده­ی پوسته­ای اُکتا پلیت ……………………………………………………………………………….30

2-2-1-5-2- سیستم پیونده­ی پوسته­ای نودوس …………………………………………………………………………………..31

2-2-1-5-3- سیستم پیونده­ی پوسته­ای SDC ……………………………………………………………………………………31

2-2-2- سیستم­های واحدی …………………………………………………………………………………………….32

2-2-2-1- سیستم­های واحدی اسپیس دِک ………………………………………………………………………………………………32

2-2-2-2- سیستم­های واحدی یونی بت …………………………………………………………………………………………………….33

2-2-2-3- سیستم­های واحدی کیوبیک ……………………………………………………………………………………………………..34

2-2-3- سیستم ترکیبی ………………………………………………………………………………………………..35

 فصل سوم: بررسی اثر خرابی پیشرونده در سازه­ها

3-1- خرابی پیشرونده …………………………………………………………………………………………………………..38

3-1-1- تئوری خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………………………………39

3-1-1-1- تعیین درجه­ی مقاومت سازه بر اساس سختی ………………………………………………………………………….39

3-1-1-2- تعیین درجه­ی مقاومت سازه بر اساس میزان خرابی ایجاد شده ………………………………………………40

3-1-1-3- تعیین درجه­ی مقاومت سازه بر اساس انرژی ……………………………………………………………………………41

3-1-2- انواع خرابی پیشرونده …………………………………………………………………………………………………………………………42

3-1-2-1- خرابی کلوچه مانند ……………………………………………………………………………………………………………………..42

3-1-2-2- خرابی زیپ مانند ……………………………………………………………………………………………………………………….43

3-1-2-3- خرابی دومینو مانند ……………………………………………………………………………………………………………………44

3-1-2-4- خرابی پیشرونده در سطح مقطع ……………………………………………………………………………………………….45

3-1-2-5- خرابی ناشی از ناپایداری ……………………………………………………………………………………………………………46

3-1-2-6- حالت ترکیبی خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………….47

3-1-3- عوامل موثر در ایجاد خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………..47

3-2- آسیب­پذیری ساختمان­ها در برابر خرابی پیشرونده ……………………………………………………………………………………47

3-3- اشکال مختلف ناپایداری در سازه­های فضاکار …………………………………………………………………………………………….50

3-3-1- ناپایداری موضعی در سطح مقطع اعضا ……………………………………………………………………………………………..50

3-3-2- ناپایداری عضوی …………………………………………………………………………………………………………………………………51

3-3-3- ناپایداری گرهی …………………………………………………………………………………………………………………………………..51

3-3-4- ناپایداری پیچشی گرهی …………………………………………………………………………………………………………………….52

3-3-5- ناپایداری کوپل ……………………………………………………………………………………………………………………………………52

3-3-6- ناپایداری مسیری ………………………………………………………………………………………………………………………………..53

3-3-7- ناپایداری عمومی …………………………………………………………………………………………………………………………………53

3-4- روش­های آنالیز خرابی پیشرونده …………………………………………………………………………………………………………………54

3-4-1- روش استاتیکی خطی …………………………………………………………………………………………………………………………54

3-4-2- روش استاتیکی غیرخطی …………………………………………………………………………………………………………………..55

3-4-3- روش دینامیکی خطی …………………………………………………………………………………………………………………………56

3-4-4- روش دینامیکی غیرخطی ……………………………………………………………………………………………………………………56

3-5- طراحی مقاوم در برابر خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………………57

3-5-1- آیین­نامه­ها و دستورالعمل­ها ………………………………………………………………………………………………………………..57

3-5-2- دلایل نامناسب بودن آیین­نامه­های طراحی موجود ……………………………………………………………………………58

3-5-3- روش­های طراحی در برابر خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………..59

5-5-3-1- روش طراحی مستقیم …………………………………………………………………………………………………………………59

5-5-3-2- روش طراحی غیرمستقیم ……………………………………………………………………………………………………………60

 فصل چهارم: مقاوم سازی گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده

4-1- طراحی اولیه­ی سازه­ی گنبدها …………………………………………………………………………………62

4-1-1- مشخصات هندسی گنبدها …………………………………………………………………………………………………………………62

4-1-2- مشخصات مصالح و مقاطع مورد استفاده در طراحی اولیه ………………………………………………………………..62

4-1-3- مشخصات اتصالات و قیود تکیه­گاهی …………………………………………………………………………………………………64

4-1-4- آیین­نامه­های مورد استفاده در بارگذاری و طراحی سازه …………………………………………………………………..64

4-2- مقاوم­سازی سازه­ها در برابر خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………66

4-2-1- آنالیز خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………………………………..68

4-2-1-1- آنالیز استاتیکی خطی ………………………………………………………………………………………………………………..68

4-2-1-2- آنالیز استاتیکی غیرخطی …………………………………………………………………………………………………………..68

4-2-1-3- آنالیز دینامیکی خطی ………………………………………………………………………………………………………………..69

4-2-1-4- آنالیز دینامیکی غیرخطی ………………………………………………………………………………………………………….70

4-3- بررسی آسیب­پذیری گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده ……………………………………………………………….71

4-3-1- گنبد دیاماتیک ……………………………………………………………………………………………………………………………………72

4-3-1-1- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد دیاماتیک …………………………………..73

4-3-1-2- نتایج آنالیز استاتیکی غیرخطی در گنبد دیاماتیک …………………………………………………………………..74

4-3-1-3- نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی در گنبد دیاماتیک ………………………………………………………………….75

4-3-1-4- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد دیاماتیک ……………………………………………………………..77

4-3-2- گنبد لملا …………………………………………………………………………………………………………….78

4-3-2-1- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد لملا …………………………………………..78

4-3-2-2- نتایج آنالیز استاتیکی غیرخطی در گنبد لملا …………………………………………………………………………..80

4-3-2-3- نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی در گنبد لملا …………………………………………………………………………..80

4-3-2-4- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد لملا ………………………………………………………………………82

4-3-3- گنبد دنده­دار ………………………………………………………………………………………………………..82

4-3-3-1- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد دنده­دار ……………………………………..83

4-3-3-2- نتایج آنالیز استاتیکی غیرخطی در گنبد دنده­دار ……………………………………………………………………..84

4-3-3-3- نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی در گنبد دنده­دار ……………………………………………………………………..85

4-3-3-4- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد دنده­دار …………………………………………………………………87

4-3-4- گنبد اشودلر ……………………………………………………………………………………………………….87

4-3-4-1- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد اشودلر ……………………………………….88

4-3-4-2- نتایج آنالیز استاتیکی غیرخطی در گنبد اشودلر ……………………………………………………………………….90

4-3-4-3- نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی در گنبد اشودلر ………………………………………………………………………91

4-3-4-4- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد اشودلر ………………………………………………………………….93

4-3-5- مقایسه­ی نتایج …………………………………………………………………………………………..93

4-4- مقاوم سازی اعضای آسیب­پذیر گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده ……………………………………………..93

4-4-1- مقاوم سازی گنبد لملا ……………………………………………………………………………………………………………………….94

4-4-2- مقاوم سازی گنبد دنده­دار ………………………………………………………………………………………………………………….95

4-4-3- مقاوم سازی گنبد اشودلر ……………………………………………………………………………………………………………………96

4-5- بررسی ضریب اثرات دینامیکی در ترکیب بار استاتیکی خطی ………………………………………………………………….97

4-5-1- گنبدهای دیاماتیک …………………………………………………………………………………………………………………………….98

4-5-1-1- گنبد دیاماتیک 6 عضوی …………………………………………………………………………………………………………..98

4-5-1-2- گنبد دیاماتیک 24 عضوی ………………………………………………………………………………………………………..98

4-5-1-3- گنبد دیاماتیک 66 عضوی …………………………………………………………………………………………………………99

4-5-1-4- گنبد دیاماتیک 126 عضوی ……………………………………………………………………………………………………100

4-5-2- گنبدهای لملا ………………………………………………………………………………………………………………..102

4-5-2-1- گنبد دیاماتیک 36 عضوی ……………………………………………………………………………………………………..102

4-5-2-2- گنبد دیاماتیک 60 عضوی ………………………………………………………………………………………………………103

4-5-2-3- گنبد دیاماتیک 84 عضوی ……………………………………………………………………………………………………..104

4-5-2-4- گنبد دیاماتیک 108 عضوی …………………………………………………………………………………………………..104

4-5-2-5- گنبد دیاماتیک 132 عضوی …………………………………………………………………………………………………..105

4-5-2-6- گنبد دیاماتیک 156 عضوی ……………………………………………………………………………………………………106

4-5-3- گنبدهای دنده­دار ……………………………………………………………………………………………………………108

4-5-3-1- گنبد دنده­دار 12 عضوی …………………………………………………………………………………………………………108

4-5-3-2- گنبد دنده­دار 36 عضوی …………………………………………………………………………………………………………109

4-5-3-3- گنبد دنده­دار 60 عضوی …………………………………………………………………………………………………………109

4-5-3-4- گنبد دنده­دار 84 عضوی …………………………………………………………………………………………………………111

4-5-4- گنبدهای اشودلر ……………………………………………………………………………………………………….112

4-5-4-1- گنبد اشودلر 12 عضوی ………………………………………………………………………………………………………….112

4-5-4-2- گنبد اشودلر 48 عضوی ………………………………………………………………………………………………………….113

4-5-4-3- گنبد اشودلر 84 عضوی ………………………………………………………………………………………………………….113

4-5-4-4- گنبد اشودلر 120 عضوی ……………………………………………………………………………………………………….114

4-5-5- مقایسه نتایج ……………………………………………………………………………………………………………………………….

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه­گیری …………………………………………………………………………………………………………….117

5-2- بررسی پیشنهادات …………………………………………………………………………………………

- مروری بر تحقیقات انجام شده:

معمولاً تحقیقات انجام شده در مورد خرابی پیشرونده، پس از وقوع آن بوده است و بیشتر به چگونگی وقوع خرابی پیشرونده پرداخته است. اما سازه­هایی وجود دارند که در هنگام طراحی، از نظر میزان آسیب پذیری در برابر خرابی پیشرونده مورد بررسی قرار گرفته­اند. از جمله این سازه­ها، ساختمان سفارت آمریکا در روسیه بود. طرح ارائه شده برای این سازه، توسط یوکِل[3] در سال 1989، مورد بررسی قرار گرفت و برای کاهش خطر وقوع خرابی پیشرونده، توصیه­هایی ارائه شد که مورد استفاده قرار گرفت.

نمونه­ی دیگر، پل 9/12 کیلومتری کانفِدریشن² در کانادا بود که پس از بررسی­های انجام گرفته و تعیین میزان خطر وقوع خرابی پیشرونده، برای کاهش خطراتی که امکان وقوع آنها با این بررسی­ها تایید شده بود، در بسیاری از دهانه­های این پل، اقداماتی در جهت تقویت پل، صورت گرفت[5].

به هر حال، از آنجا که ویژگی­ها و عوامل بوجود آورنده­ی خرابی پیشرونده در هر پروژه، خاص و مخصوص آن پروژه است، ایجاد یک تئوری واحد و جامع برای طراحی در برابر خرابی پیشرونده، بسیار دشوار است. به همین دلیل، در هر پروژه، بررسی­ها باید بر اساس شرایط خاص آن سازه صورت گیرد. به عنوان مثال در مقاله­ای تحت عنوان ارزیابی مقاومت سازه­ی شبکه دولایه فضاکار در برابر خرابی پیشرونده]22[، به ارزیابی واکنش خرابی سازه با در نظر گرفتن اثرات دینامیکی ناشی از ایجاد ناگهانی خرابی موضعی در سازه، پرداخته شده است. در این تحقیق، روش خاصی تحت عنوان روش مسیر جایگزین دینامیکی غیرخطی بسط داده شده است.

در مواردی، تعریفی کلی از پدیده­ی خرابی پیشرونده و همچنین قواعدی کلی جهت طراحی و بررسی سازه­ها در برابر خرابی پیشرونده، پیشنهاد شده است. نمونه­ای از این پیشنهادات، توسط اِلینگوود[4] و لِیندِکر² ارائه شده است. ایشان توصیه کرده­اند، به منظور جلوگیری از گسترش خرابی اولیه، مسیر جایگزین نیرو ایجاد شود و یا مقاومت داخلی سازه با افزایش مقاومت اعضای کلیدی سازه، افزایش یابد. همچنین، مک گایِر³ و گراس⁴، روش­های مختلف طراحی در برابر خرابی پیشرونده را با هم مقایسه کرده­اند و بر اساس نتایجی که بدست آورده­اند، توصیه می­کنند، جهت مدل­سازی خرابی پیشرونده، اعضای منتخبی از مدل سازه حذف شوند و وجود مسیر جایگزین نیرو در سازه­ی باقیمانده بررسی شود[10].

تحقیقات مشابه دیگری نیز صورت گرفته و نتایج کم و بیش یکسانی ارائه گردیده است. اما اشکال عمده­ی راه­حل­های ارائه شده، بی­توجهی آنها به اثرات دینامیکی ایجاد شده در سازه، بر اثر خرابی اعضای باربر، می­باشد.

1-3- اهداف و روش انجام تحقیق:

هدف از انجام این تحقیق، بررسی آسیب­پذیری گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده و تعیین میزان تقویت مورد نیاز، به منظور مقاوم­سازی آنها می­باشد. برای دست­یابی به این هدف، نمونه­های مختلفی از گنبدهای فضاکار، با استفاده از روش­های مختلف آنالیز سازه­ای، تحلیل می­شوند. نتایج بدست آمده از آنالیزها، با معیارهای دستورالعملی که در آمریکا، توسط اداره کل خدمات عمومی⁵ ارایه شده است، سنجیده می­شود و امکان وقوع خرابی در سازه تعیین می­شود.

در این تحقیق، پس از مقدمه و تاریخچه­ای که در فصل اول بیان شد، در فصل دوم به معرفی انواع سازه­های فضاکار و اجزای آنها، شامل اتصالات و نحوه­ی ساخت و نصب برخی از این گونه سازه­ها پرداخته شده است. در فصل سوم به بررسی پدیده­ی خرابی در سازه­های مختلف پرداخته شده است. همچنین، انواع مختلف خرابی پیشرونده و خرابی­های رخ داده در گذشته، شرح داده شده است. در انتها در مورد اشکال و مودهای خرابی در سازه­های فضاکار، توضیحاتی ارائه شده است. همچنین مطالبی در مورد تئوری­های موجود درباره­ی خرابی پیشرونده و روش­های آنالیز خرابی پیشرونده در فصل چهارم بیان شده است. در فصل پنجم روش­های مختلف موجود برای مقاوم سازی و طراحی سازه­ها در برابر خرابی پیشرونده شرح داده شده است. در نهایت در فصل ششم، روش­های آنالیز ارائه شده، در آنالیز چند نمونه از گنبدهای فضاکار، استفاده شده است و نتایج بدست ­آمده به همراه پیشنهادات، در فصل هفتم ارائه گردیده است. در بررسی­های انجام گرفته از نرم­افزارهای ANSYS و SAP2000 استفاده شده است. پس از مقایسه­ی نتایج حاصل از دو نرم­افزار، معلوم گردید که دقت نتایج حاصل از نرم­افزار ANSYS کمتر از دقت نتایج نرم­افزار SAP2000 است؛ چرا که با افزایش تعداد تقسیمات المان در نظر گرفته شده در نرم­افزار ANSYS، نتایج حاصل از این نرم­افزار به نتایج به دست آمده از SAP2000، نزدیکتر می­شد. این اختلاف پس از تقسیم هر عضو گنبد به 11 المان، به زیر 7 درصد رسید. به همین دلیل، به منظور انجام آنالیزها، از SAP2000 استفاده گردید. همچنین ماکروی مدل­سازی و

بارگذاری تمامی گنبدها در ANSYS، در پیوست (1) آورده شده است.

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران

و......