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

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

پایان نامه برای دریافت درجه­ کارشناسی ارشد در رشته­ ی مهندسی عمران گرایش سازهعنوان: بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRPتعداد صفحات :183چکیده: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 هایFRPجهت 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 آنهابررسی شدهو اختلاف در نتایج دو روش
استاتیکی و دینامیکی محاسبه شده است. فصل اول: کلیات1-1- مقدمه1-2- بیان مسئله1-3- پیشینه تحقیق1-4- ضرورت، اهمّیت و هدف تحقیق1-5- ساختار تحقیقفصل دوم: آشنایی با مصالح کامپوزیتی FRP2-1- معرفی ورق های FRP2-1-1- مقدمه2-1-2- انواع ورق های کامپوزیت FRP2-1-3- رزین های تشکیل دهندهFRP2-1-4- انواع فیبرهای تشکیل دهنده FRP2-1-5- خصوصیات الیاف2-1-6- ویژگی های مکانیکی کامپوزیت های FRP2-1-7- مقایسه عملکرد انواع کامپوزیت های FRP در مقاوم سازی سازه ها2-1-8- ضریب ایمنی2-1-9- روش های مقاوم سازی2-1-10- ملاحظات اجرایی2-1-11- اصلاح شکل مقطع2-1-12- ضوابط طراحی و بهسازی ستون ها با FRPفصل سوم: روش های مدل سازی و تحلیل لرزه ای پل ها3-1- مقدمه3-2- روش بدست آوردن تغییر مکان هدف در FEMA-3563-3- روش بدست آوردن جابجایی تقاضا در ATC-403-3-1- روش طیف ظرفیت برای بدست آوردن نقطه عملکرد سازه بر اساس آیین نامه یATC-403-4- رفتار اعضای سازه3-5- مقاومت مصالح3-5-1- روش بدست آوردن کرانه ی پایین مقاومت مصالح و مقاومت مورد انتظار مصالح در طراحی3-6- ضریب آگاهی3-7- کاربرد ضریب آگاهی در بهسازی و طراحی بر اساس عملکرد3-8- معیارهای پذیرش برای روش های غیر خطی3-9- معیارهای پذیرش برای سازه های بتن آرمه بر اساس دستورالعمل بهسازی و FEMA-3563-9-1- مقاومت مورد انتظار در اعضای بتن مسلح بر اساس FEMA-3563-9-2- مقاومت مورد انتظار در اعضای بتن مسلح بر اساس دستورالعمل بهسازیفصل چهارم: معرفی سازه مورد مطالعه و تحلیل آن4-1- مقدمه4-2- معرفی سازه مورد مطالعه4-2-1- مشخصات مصالح و پل مورد مطالعه4-3- بارگذاری4-3-1- بار زنده4-3-2- اثر جریان آب4-3-3- فشار جانبی خاک4-3-4- اثر باد4-3-5- اهداف عملکردی4-3-6- بارهای جانبی4-3-7- اثر P-∆ 4-4- روش تحلیل دینامیکی پل ها4-4-1- روش تحلیل دینامیکی طیفی (با استفاده از تحلیل مدها)4-4-2- روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانیفصل پنجم: آنالیز مدل و بررسی نتایج5-1- مقدمه5-2- مدل سازی در نرم افزار اجزای محدود ABAQUS5-2-1- مدل سازی بتن در نرم افزار ABAQUS5-2-2- مدل سازی FRP در ABAQUS5-2-3- مدل سازی آرماتور در ABAQUS5-3- ارزیابی صحت مدل تحلیلی5-4- تحلیل دینامیکی غیر خطی5-4-1- اثر CFRP بر جابجایی و برش پایه5-4-2- نمودارهای تاریخچه زمانی جابجایی پایه ها5-4-3- اثر CFRP بر انرژی5-5-نتایج حاصل از اثر باد بر روی پل هافصل ششم: جمع بندی و نتیجه گیری6-1- کلیات6-2- خلاصه تحقیق و نتیجه گیری6-3- پیشنهادات برای تحقیقات آیندهمراجع