آرایش بهینهی نصب مصالح FRP در مقاومسازی برشی تیرهای بتن مسلح با روش تعبیه در نزدیک سطح : پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش سازه
پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران و با عنوان آرایش بهینهی نصب مصالح FRP در مقاومسازی برشی تیرهای بتن مسلح با روش تعبیه در نزدیک سطح در 127 صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب عمران قرار گیرد.
چکیده پایان نامه آرایش بهینهی نصب مصالح FRP در مقاومسازی برشی تیرهای بتن مسلح با روش تعبیه در نزدیک سطح :
گسترهی استفاده از مصالح FRP براي مقاومسازی برشی تیرهاي 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 كليدي: مقاوم سازی برشی، تیر بتنمسلح، روش تعبیه در نزدیک سطح، GFRP
بيان مسأله، اهميت تحقيق و فرضيهها
نیاز به تقویت و افزایش ظرفیت برشی در بسیاری از اعضا بتنمسلح در سازههای قدیمی یا جدید ضروری است. از میان روشهای مختلف مقاومسازی برشی ، استفاده از مصالح کامپوزیت FRP به صورت منقطع یا پیوسته، با توجه به مزایای فنی و توجیه اقتصادی یکی از روشهای مطرح در این زمینه میباشد.
یکی از روشهای تقویت برشی اعضای بتنی، روش تعبیهی مصالح FRP در نزدیک سطح NSM و قراردادن مصالح FRP در شیارهای ایجاد شده در دو طرف تیر بتنمسلح میباشد که در چند سال اخیر در ایران فعالیتهایی برای بکار گیری این روش با انجام کارهای آزمایشگاهی و تحلیلی انجام شده است. مبنای روش تعبیه در نزدیک سطح NSM چسباندن مصالح FRP در شیارهای ایجاد شده در سطح بتن میباشد. روش NSM یک روش موثر در افزایش مقاومت برشی و خمشی اعضای بتنی است. روش تعبیه در نزدیک سطح، جزو روشهای جدید تقویت تیرهای بتن مسلح بوده که با استفاده از مصالح FRP اقدام به تقویت برشی آنها شده است. در نتیجه نیاز به انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه خصوصا در کشور ما کاملا مشهود است.
فهرست مطالب پایان نامه آرایش بهینهی نصب مصالح FRP در مقاومسازی برشی تیرهای بتن
فصل اول : مقدمه
1- 1 مقدمه 1
1-2 تاريخچه 2
1-3 بيان مسأله، اهميت تحقيق و فرضيهها 4
1-3-1 اهداف پايان نامه 5
1-3-2 ساختار پايان 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 خصوصيات فيزيكی 13
2-4-1-1 چگالی 13
2-4-1-2 ضریب انبساط حرارتی 14
2-4-2 خصوصيات و رفتارمکانیکی 15
2-4-2-1 رفتار كششی 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 جابجايی 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 خارجي (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 مكانيزم 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 مكانيزم 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
جدول 2-1 چگالی مواد FRP 14
جدول 2-2 ضریب انبساط حرارتی مصالح FRP 14
جدول2-3 خصوصيات مكانيكي 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
نمودار2-1 رفتار تنش-كرنش الياف مختلف در كشش 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
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
راهنمای خرید و دانلود فایل
برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.
بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.
در صورت بروز هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا مشکل مورد بررسی قرار گیرد. دیجی لود متعهد میشود که هر طور شده فایل خریداری شده ، به دست شما خواهد رسید.
برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود کلیک نمایید.
ديدگاه ها