گروه تخصصی ارشد بیست
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران
بررسی روشهای پیشرفته آنالیز استاتیکی غیر خطی
چکیده
در این مطالعه به ارزیابی و مقایسه تحلیل غیرخطی و عددی تیرهای عمیق بتن مسلح دارای بازشو بدون مقاوم سازی با تیرهای عمیق بتنی دارای بازشو مقاوم شده با ورق هایFRP و تیرهای عمیق بتن مسلح بدون بازشو توسط نرم افزار اجزاء محدود Abaqus پرداخته شده است. با استفاده از روش اجزاء محدود غیر خطی، ۹ نمونه تیر عمیق با تکیه گاه های ساده تحت بار متمرکز مدل سازی و میزان اثر بخشی ورق های FRP بر مقاومت نهایی تیرهای عمیق بتن مسلح دارای بازشو مورد مطالعه قرار گرفته است. به این منظور از یک نمونه تیر عمیق بتن مسلح بدون بازشو به عنوان تیر شاهد و ۴ تیر عمیق بتن مسلح دارای بازشو (دایره ای و مربعی) بدون تقویت و ۴ نمونه تیر عمیق بتن مسلح دارای بازشو (دایره ای و مربعی) تقویت شده با ورقه های FRP استفاده شده است. تقویت توسط ورقه های FRP، دورتادور بازشوها، در بالا بردن ظرفیت تیرهای عمیق بتن مسلح بسیار موثر بوده است. مدل سازی اجزاء محدود نمونه ها با استفاده از نرم افزار اجزاء محدودAbaqus انجام شده است.
در این تحقیق پس از بررسی انواع تحلیل های خطی و غیر خطی و تعیین نقاط ضعف و قوت هر کدام از روش های تحلیل ، روش های پیشرفته آنالیز استاتیکی غیر خطی مورد بررسی قرار می گیرد.
کلید واژه ها:
تیر عمیق
بتن مسلح
اجزاء محدود
تحلیل غیرخطی
مقدمه:
ایران از نظر لرزه خیزی در منطقه فعال جهان قرار دارد و به گواهی اطلاعات مستند علمی و مشاهدات اخیر از خطر پذیرترین مناطق جهان محسوب می شود. در این راستا یکی از برنامه های دولت و مردم برای کاهش خطر پذیری کشور در برابر زلزله، برنامه مطالعه و اجرای مقاوم سازی ساختمان های دولتی مهم، تأسیسات زیر بنایی و شریان های حیاتی کشور است. موفقیت در مقاوم سازی لرزه ای به عنوان جزئی از بهسازی لرزه ای منوط به بهره بردن از فنون و مهارت های نوین مقاوم سازی است. در میان این نوآوری ها، الیاف مقاوم شده با پلیمر از جایگاه ویژه ای برخوردار است.
در این میان، تیرهای عمیق بتن آرمه بطور گسترده در ساختمان های بلند مرتبه، مخازن، سیلوهای مستطیلی، دیافراگم های کف، دیوارهای برشی، دال ها و شاهتیرهای انتقال در سازه های دریایی و فونداسیون ها، دیوارهای پناهگاه های زیرزمینی و همپنین در دیوارهای باربر ساختمان ها و غیره مورد استفاده قرار گرفته شده است. وجود بازشوهای جان فراوان در این گونه تیرها، جهت ایجاد دسترسی مانند درب ها و پنجره ها و یا جهت عبور تاسیسات اصلی مانند لوله های تهویه، آب، برق، فاضلاب،کولر و غیره مورد نیاز است.
از سوی دیگر، رفتار اعضای سازه ای بتن مسلح در طول بارگذاری برای بهبود ایمنی و کارایی سازه بسیار مهم است. روش های مختلفی برای بدست آوردن پاسخ اعضای سازه ای تاکنون به کار برده شده است. مطالعات آزمایشگاهی به عنوان روشی برای آنالیز المان های سازه ای به طور گسترده ای به کار رفته اند. اگرچه این روش نتایجی به دست می دهد که تا حد زیادی منطبق بر واقعیات است، اما بسیار وقت گیر و پرهزینه است. استفاده از روش آنالیز اجزاء محدود برای مطالعه ی اعضای سازه ای، یکی دیگر از روش هایی است که امروزه به کار می رود. در گذشته مطالعات اولیه در این زمینه با توجه به امکانات سخت افزاری و نرم افزاری ضعیف وقت گیر بود. اما در سال های اخیر استفاده از آنالیز اجزاء محدود به علت پیشرفت دانش و بالا رفتن ظرفیت سخت افزاری و نرم افزاری، افزایش یافته است. استفاده از نرم افزارهای رایانه ای برای مدل کردن این المان ها بسیار با صرفه تر و سریع تر است.
داده های به دست آمده از یک آنالیز المان محدود مفید نخواهد بود، مگر آن که گام های لازم برای فهمیدن این که درون مدل ایجاد شده نرم افزار چه می گذرد، برداشته شود. همچنین باید کنترل های لازم در نقاط کلیدی برای اطمینان از خروجی نرم افزار انجام شود.
فهرست مطالب
فصـل اول مقدمه ۱
۱-۱-تیر عمیق۳
۱-۲-بازشوی جان۴
۱-۳-اهمیت این مطالعه۴
۱-۴-هدف این مطالعه۵
فصل دوم تیر عمیق بتن مسلح۷
۲-۱-مقدمه۸
۲-۲-بتن۸
۲-۲-۱-رفتار فشاری بتن۸
۲-۲-۲-محصوریت در بتن به وسیله خاموت۹
۲-۲-۳-مدل کنت و پارک۱۰
۲-۲-۴-نسبت پواسون۱۱
۲-۳-فولاد مسلح کننده بتن۱۱
۲-۴-الیاف مقاوم پلیمری۱۲
۲-۴-۱-الیاف۱۴
۲-۴-۲-ماتریس۱۴
۲-۴-۳-مزایای FRP15
۲-۴-۴-معایب FRP16
۲-۵-تیرعمیق بتن مسلح۱۶
۲-۵-۱-تیر عمیق بتن مسلح با بازشو۱۷
۲-۵-۲-مقاوم سازی تیر عمیق بتن مسلح دارای بازشو۱۸
۲-۶-تاریخچه مطالعات پیشین۲۰
فصل سوم مدلسازی ۲۸
۳-۱-مقدمه۲۹
۳-۲-مدل سازی تیر بتنی۳۰
۳-۲-۱-مدل سازی آسیب۳۰
۳-۳-آسیب اولیه۳۱
۳-۴-معیار حداکثر تنش اسمی۳۲
۳-۵-معیار حداکثر کرنش اسمی۳۲
۳-۶-ضابطه تنش اسمی درجه دوم۳۲
۳-۷-ضابطه کرنش اسمی درجه دوم۳۲
۳-۸-رشد آسیب۳۲
۳-۹-بررسی مدل رفتار اصطکاکی (Contact)33
۳-۱۰-استفاده از مدل اصطکاکی اولیه (Coulomb)33
۳-۱۱-استفاده از مدل پیش فرض۳۴
۳-۱۲-تعیین تابع اصطکاک جنبشی و ایستائی۳۵
۳-۱۲-۱-استفاده از محدودیت تنش برشی انتخابی۳۵
۳-۱۲-۲-رابطه های فشار-تماس بسیار نزدیک۳۶
۳-۱۲-۳-استفاده از رابطه تماس سخت۳۶
۳-۱۲-۴-استفاده از ارتباط تماسی «سخت» اصلاح شده در تحلیل استاندارد۳۷
۳-۱۲-۵-بررسی مدل رفتاری آسیب پلاستیک بتن (CDP)37
۳-۱۳-صحت سنجی مدل۳۹
۳-۱۴-هندسه مدل۳۹
۳-۱۴-۱-مشخصات هندسی تیر عمیق۳۹
۳-۱۴-۲-خواص مصالح۴۰
۳-۱۴-۳-مدل سازی تیر شاهد۴۱
۳-۱۴-۳-۱-مدل سازی بتن مسلح۴۱
۳-۱۴-۳-۲-مدل سازی میلگردها۴۱
۳-۱۴-۳-۳-مدل سازی ورق های CFRP42
۳-۱۴-۳-۴-تعریف بارگذاری۴۲
۳-۱۴-۳-۵-شرایط تکیه گاهی۴۲
۳-۱۴-۳-۶-مش بندی۴۲
۳-۱۴-۳-۷-نتایج تحلیل۴۳
۳-۱۴-۳-۸-مدل تقویت شده۴۳
۳-۱۴-۳-۹-روش تقویت تیر بتنی عمیق۴۳
۳-۱۴-۳-۱۰-مشخصات CFRP43
فصل چهارم تحلیل ۴۴
۴-۱-تیر عمیق بتن مسلح (تیر شاهد)۴۵
۴-۲-تیر عمیق بتن مسلح با بازشو۴۹
۴-۲-۱-تیر عمیق بتن مسلح با بازشو مربعی۴۹
۴-۲-۱-۱-تیر عمیق بتن مسلح با باز شوی مربعی با ابعاد mm 15049
۴-۲-۱-۲-تیر عمیق بتن مسلح با باز شوی مربعی با ابعاد mm 20054
۴-۲-۲-تیر عمیق بتن مسلح با باز شوی دایره ای۵۸
۴-۲-۲-۱-تیر عمیق بتن مسلح با بازشوی دایره ای با قطر mm 15058
۴-۲-۲-۲-تیر عمیق بتن مسلح با بازشوی دایره ای با قطر mm 20063
۴-۳-تیر عمیق بتن مسلح با بازشوی تقویت شده با CFRP67
۴-۳-۱-تیر عمیق بتن مسلح تقویت شده با CFRP با بازشوی مربعی۶۷
۴-۳-۱-۱-تیر با بازشوی مربعی تقویت شده با CFRP با ابعاد mm 15068
۴-۳-۱-۲-تیر با بازشوی مربعی تقویت شده با CFRP با ابعاد mm 15071
۴-۳-۲-تیر عمیق بتن مسلح با بازشو دایره ای تقویت شده با CFRP74
۴-۳-۲-۱-تیر با بازشوی دایره ای تقویت شده با CFRP با قطر mm 15074
۴-۳-۲-۲-تیر با بازشوی دایره ای تقویت شده با CFRP با قطر mm 20078
۴-۴-مقایسه تیر عمیق بتنی ساده و تیرهای عمیق بتنی دارای بازشو۸۲
۴-۵-مقایسه تیر بتنی عمیق با بازشو و تقویت شده با CFRP83
۴-۶-مقایسه کلی نمونه ها۸۴
فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات ۸۵
۵-۱-نتایج۸۶
۵-۲-پیشنهادات۸۷
منابع۸۹
قیمت فایل فقط ۹۹,۰۰۰ تومان
دیدگاه خود را بیان کنید