شکل 4-7 دیاگرام لنگر خمشی ستون داخلی و خارجی………………………………. ………………….. . 70
شکل 4-8 دیاگرام لنگر خمشی ستون داخلی و خارجی……………………………… …………………… . 79
شکل 4-9 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… …………………………………………. . 84
شکل 4- 10منحنی pushover قاب 4 طبقه PBPD RC SMF(DBE)………… ………………. 85
شکل 4- 11 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ………………………………………. . 86
شکل 4- 12منحنی pushover قاب 4 طبقه PBPD RC SMF(MCE)………. ……………….. 87
شکل 4-13 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ………………………………………… . 88
شکل 4- 14منحنی pushover قاب 4 طبقه PBPD RC SMFبهره برداری……………………….. 88
شکل 4-15 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ………………………………………… . 89
شکل 4- 16منحنی pushover قاب 8 طبقه PBPD RC SMF(DBE)………… ……………….. 90
شکل 4-17 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ……………………………………….. . 91
شکل 4- 18منحنی pushover قاب 8 طبقه PBPD RC SMF(MCE)………. ……………….. 92
شکل 4 -19تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ………………………………………. . 93
شکل 4- 20منحنی pushover قاب 8 طبقه PBPD RC SMFبهره برداری………………………. 94
شکل 4- 21 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ……………………………………… . 95
شکل 4- 22 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ………………………………………….. 96
شکل 4- 23 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ……………………………………… . 97
شکل 4- 24منحنی pushover قاب 12 طبقه PBPD RC SMF(DBE)………… ……………… 98
شکل 4- 25 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ……………………………………….. . 99
شکل 4- 26 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ……………………………………….. . 100
شکل 4- 27 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ……………………………………….. . 101
شکل 4- 28منحنی pushover قاب 12 طبقه PBPD RC SMF(MCE)………. ………………. 102
شکل 4- 29 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ……………………………………….. . 103
شکل 4- 30منحنی pushover قاب 12 طبقه PBPD RC SMFبهره برداری………………………. 104
شکل 4- 31 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… …………………………………………….. 105
شکل 4- 32 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ………………………………………… . 106
شکل 4- 33منحنی pushover قاب 20 طبقه PBPD RC SMF(DBE)………… ……………….. 107
شکل 4- 34 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ………………………………………… . 108
شکل 4- 35 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… ………………………………………… . 109
شکل 4- 36منحنی pushover قاب 20 طبقه PBPD RC SMF(MCE)………. ………………… 110
شکل 4- 37 تشکیل مفصل پلاستیک در قاب…………………………… …………………………………………….. 111
شکل 4- 38منحنی pushover قاب 20 طبقه PBPD RC SMFبهره برداری……………………….. 112

 
فهرست جدول ها                                       صفحه

جدول 3-1 ضریب کاهش شکل پذیری……………………………… ……………………………………………… . 19
جدول 3-2 نرخ جابجایی تسلیم طرح…………………………………. ……………………………………………… . 22
جدول 3-3 مقادیر C2 برای فاکتور کاهش نیرو مختلف. …………………………………………………. . 26
جدول 3-4 نیروی برش طراحی…………………………………. ……………………………………………………… . 28
جدول 3-5 برش پایه طرح شده v/w از روش C2…………………………………………………………………… 31
جدول 3-6 سطح عملکرد ساختمان…………………………………. ………………………………………………. . 40
جدول 3-7 سطوح خطر لرزه ای……………………………………… ……………………………………………….. . 41
جدول 4-1 پارامتر های طراحی……………………………………… ………………………………………………… . 44
جدول 4-2 اطلاعات اساسی طراحی…………………………………………………………………………………….. . 44
جدول 4-3 پارامتر های طراحی……………………………………… ……………………………………………….. . 47
جدول 4-4 پارامترهای مهم طراحی 4 طبقه RC SMF…………………………………………………… . 47
جدول 4-5 پارامتر های طراحی برای محاسبه برش پایه ساختمان4 طبقه …………………………. 49
جدول 4-6 پارامتر های طراحی تیر ساختمان 4 طبقه…………………………………………………………… 50
جدول 4-7 پارامتر های طراحی ستون ساختمان 4 طبقه…………………………………………………….. 54
جدول 4-8 جزئیات ستون ها………………………………………………………………………………………………….   56
جدول 4-9 مقطع ستون ها……………………………………………………………………………………………………   56
جدول 4-10 پارامتر های طراحی……………………………………… …………………………………………. . 57
جدول 4-11 پارامترهای مهم طراحی 8 طبقه RC SMF…………………………………………………. 58
جدول 4-12 پارامتر های طراحی برای محاسبه برش پایه ساختمان8 طبقه ……………………. 58
جدول 4-13 پارامتر های طراحی تیر ساختمان 8 طبقه…………………………………………………….. 59
جدول 4-14 پارامتر های طراحی ستون ساختمان 8 طبقه………………………………………………… 60
جدول 4-15 جزئیات ستون ها……………………………………………………………………………………………..   62
جدول 4-16 مقطع ستون ها……………………………………………………………………………………………….   63
جدول 4-17 پارامتر های طراحی……………………………………… ………………………………………… . 64
جدول 4-18 پارامترهای مهم طراحی 12 طبقه RC SMF……………………………………………… 64
جدول 4-19 پارامتر های طراحی برای محاسبه برش پایه ساختمان12 طبقه ……………….   65
جدول 4-20 پارامتر های طراحی تیر ساختمان 12 طبقه………………………………………………… 66
جدول 4-21 پارامتر های طراحی ستون ساختمان 12 طبقه…………………………………………… 68
جدول 4-22 جزئیات ستون ها…………………………………………………………………………………………..   70
جدول 4-23 مقطع ستون ها…………………………………………………………………………………………….. 71
جدول 4-24 پارامتر های طراحی……………………………………… ……………………………………… . 72
جدول 4-25 پارامترهای مهم طراحی 20 طبقه RC SMF…………………………………………… 72
جدول 4-26 پارامتر های طراحی برای محاسبه برش پایه ساختمان20 طبقه …………….   73
جدول 4-27 پارامتر های طراحی تیر ساختمان 20 طبقه………………………………………………. 74
جدول 4-28 پارامتر های طراحی ستون ساختمان 20 طبقه…………………………………………. 77
جدول 4-29 جزئیات ستون ها…………………………………………………………………………………………   79
جدول 4-30 مقطع ستون ها…………………………………………………………………………………………..   81

فهرست نماد ها

این مطلب را هم بخوانید :

PBPD…………………………………………………………………………………………..   طراحی بر اساس عملکرد پلاستیک
SMF……………………………………………………………………………………………..   قاب خمشی ویژه
RC……………………………………………………………………………………………….. بتن مسلح
DBE……………………………………………………………………………………………..   زلزله سطح خطر 1
MCE…………………………………………………………………………………………….. زلزله سطح خطر2

فصل 1

کلیات

1-1مقدمه

3-4-2-2- روش مسیر جایگزین انتقال بار          47
3-4-2-2-1- تحلیل استاتیکی خطی                   47
3-4-2-2-2- تحلیل استاتیکی غیرخطی                48
3-4-2-2-3- تحلیل دینامیکی خطی                                               48
3-4-2-2-4- تحلیل دینامیکی غیرخطی                48
3-5-فرضیات تحلیل و طراحی                         49
3-6-مقاطع مورد استفاده در مدل سازی                 50
3-7-نحوه­ی مقاوم سازی                           51
3-8-معرفی الگوی بارگذاری وارده                    53

4-5-1- بار گذاری ویژه ی خرابی پیشرونده                        53
4-2-2- بارگذاری ثقلی و جانبی                53
3-9- شاخص تنومندی                                                                                              .54

فصل چهارم- بررسی شاخص­هایی از تنومندی و سلامت سازه
4-1- تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه پنج طبقه                                   56                                     56
4-2 – تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه هشت طبقه                               69
4-3- تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه دوازده طبقه           80                   . 83

فصل پنجم – نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1       نتیجه گیری                          92
5-2       پیشنهادات                                                                      93
مراجع                                                                                                                        94

 
فصل اول :
پیشگفتار
 
 
 
 

 
1-1- مقدمه
وقوع خرابی پیشرونده در سازه‌ها در هنگام زلزله و حتی در یک انفجار نزدیک به سازه به چالشی مهم تبدیل شده است. خرابی پیش‌رونده وضعیتی است که در آن بروز یک خرابی موضعی در یک عضو سازه‌ای منجر به شکست اعضای مجاور آن و فروریزش‌های اضافی در ساختمان می‌گردد.
بطور کلی ساختمان‌ها برای شرایط بارگذاری با احتساب انفجارهای گاز، انفجارهای بمب، برخوردهای وسایل نقلیه، طوفان، گردباد و از این قبیل بارها طراحی نمی‌شوند. ازاینرو زمانی که ساختمان‌ها در معرض چنین بارهای غیرمعمولی قرارمی‌گیرند، ممکن است متحمل آسیب‌های بزرگی شوند [1].
مثال ها از سازه هایی که خرابی پیشرونده به صورت جزیی یا کامل در آنها اتفاق افتاده است، اندک و کم سابقه است و درواقع توجه جامعه مهندسی بعد از انهدام بخشی از ساختمان مشهور آپارتمانی رونان پوینت[3] در لندن در سال 1968 به این موضوع معطوف شد و بعد از حادثه ی انهدام ساختمان‌های تجارت جهانی در 11 سپتامبر سال 2001 بود که چندین کمیته استاندارد سازی برای بهبود استانداردهای روش های طراحی در برابر خرابی پیشرونده شروع بکار کردند و توجه ویژه­ای به بحث خرابی پیشرونده در ساختمان های با اهمیت بیشتر، صورت گرفت و از آن تاریخ به بعد بارگذاری ویژه ی خرابی پیشرونده در طراحی ها لحاظ گردید و لازم دانسته شد که ساختمان‌ها باید طوری طراحی شوند که بتوانند خرابی موضعی را با یکپارچه‌کردن اعضای سازه‌ای، بهبود بازپخش انرژی و توزیع مجدد بارها (با ایجاد مسیرهای جایگزین انتقال بار) محدود نموده و در مقابله با بارهای غیرمعمول مقاومت کنند [1].

1-2- تعریف مساله
بطور کلی ساختمانها برای شرایط بارگذاری خاص مانند انفجار، آتش سوزی و . . . طراحی نمیشوند و حتی زمانی که برای بارگذاری باد و یا زلزله طراحی می گردند، تمهیدات درست و کاملی برای حالت گسیختگی های موضعی در نظر گرفته نمی­شوند از اینرو ساختمان ها زمانی که در معرض چنین بارهایی قرار میگیرند، ممکن است دچار آسیب های جدی شوند [1].

خرابی پیشرونده می تواند بخاطر خطراتی چون (انفجار، ضربه اتومبیل و آتش سوزی و…..) یا خطراتی طبیعی چون زلزله باشد. نیروی زلزله می تواند نیروهای جانبی و تنش های پرقدرتی را ناشی شود. تاثیر این بار می تواند اعضای سازه ای را بیش از حد بارگذاری نماید که در نهایت به از دست رفتن یک یا چند عضو باربر منجر شود و امکان دارد که باعث خرابی اعضای سازه‌ای بیشتری شود. مشاهده خسارات زلزله در زمین لرزه­های گذشته نشان می دهد که بارهای لرزه‌ای می تواند سبب خساراتی شود که باعث از دست رفتن تکیه گاه ها شود و خرابی اولیه المان­های سازه­ای می تواند به دیگر اعضای باربر در مسیر های مختلف گسترش یابد.
این پدیده همچنین می‌تواند برای سازه‌های طراحی‌شده بر اساس آئین‌نامه‌های جاری حین رخداد زلزله های شدید نیز مشکلاتی را بوجودآورد و حتی منجر به ویرانی کل سازه گردد. به عبارت دیگر، هر گونه ضعف در طراحی و یا اجرای المان های سازه ای ممکن است باعث بوجود آمدن پدیده خرابی پیشرونده در سازه‌ها حین بارگذاری لرزه ای نیز گردد. لذا مطالعه و بررسی تأثیر این پدیده در سازه­ها ضروری به‌نظر می‌رسد [2].
1-3- هدف
با مطالعات انجام شده و بررسی های بعمل آمده در زمینه ی احتمال آسیب پذیری ساختمانهای امروزی در سطح شهرها در برابر خرابی پیشرونده ̜و اینکه اکثر قریب به اتفاق ساختمانهای موجود یارای مقابله با چنین پدیده ای را نداشته و در برابر خرابی پیشرونده آسیب پذیر می باشند ̜لذا این مهم نیاز شد تا با ارائه راهکارهایی به دنبال بهبود این وضعیت بوده و بتوان به کمک ساختمانهایی شتافت که احداث شده اند، اما در طراحی هایشان بارگذاری ویژه ی خرابی پیشرونده لحاظ نشده و توانایی مقابله با آن را ندارند ̜بنابراین با ارائه راهکار به تقویت این ساختمانها پرداخت تا به نوعی از عمق فاجعه کاسته شود.
هدف اصلی این پایان نامه، ارائه­ راهکاری به منظور مقابله­ی سازه­ی احداث شده، با پیشرفت خرابی موضعی در سازه و تبدیل شدن آن به خرابی کلی و منهدم شدن آن میباشد یعنی سازه­ی مورد نظر در صورت از دست دادن یکی از ستون­های بحرانی­اش، قادر به تحمل وزن خود و بارهای ثقلی­اش بوده و بتواند تعادل خود را حفظ کند.همچنین در این پایان نامه سعی شده است تا حد امکان در معماری سازه تغییری ایجاد نشده و ساختمان کلیت خود را حفظ کرده و در برابر خرابی پیشرونده تنومندی آن کاهش نیابد.بدین منظور روش تحلیل استاتیکی غیر خطی مورد استفاده قرار گرفت.
طبیعتا همه روش ها بر اساس چندین فرض و سطوحی از ایده آل سازی هستند. لذا غیبت روش های محاسباتی در استانداردها جهت بررسی خرابی پیشرونده، تمرکز بر روش مسیر باربری جایگزین تحت سناریوی حذف یک ستون بحرانی را ناگزیر می سازد.
بدین منظور با بهره­ گیری از دستورالعمل­های آیین­نامه [4]GSA[31] مبنی بر کاهش خسارت­های ناشی از خرابی پیشرونده با بهره گرفتن از روش مسیر باربری جایگزین، به بررسی تاثیر خرپای کمره­ای در بام ساختمان­های فولادی پنج طبقه، هشت طبقه و دوازده طبقه قاب خمشی با کمک نرم­افزار SAP2000 [27]و بصورت سه بعدی پرداخته و این ارزیابی­ها با کمک تحلیل استاتیکی غیرخطی انجام و نتایج بصورت جداول و نمودارهایی ارائه شده است که شامل نحوه­ی تشکیل مفاصل پلاستیک اعضا در هر سه سازه، مقایسه­ تنومندی[5] سازه­ها و ارزیابی جابجایی قائم گره بالای محل حذف ستون مورد نظر و همچنین بررسی تغییر مکان جانبی نسبی طبقات سازه­ها می­باشد.

1-4- ساختار پایان نامه
این پایان نامه در 5 فصل تهیه و تنظیم شده است که به شرح زیر می باشد :
فصل اول شامل تعریف مسئله، اهداف دنبال شده در این پایان نامه و همینطور شیوه و روند تحقیق انجام شده می باشد.
در فصل دوم به مقایسه ای کوتاه از مقررات و تعاریف مربوط به خرابی پیشرونده در آئین نامه های معتبر بین المللی ساختمانی پرداخته می شود. همچنین ملا حظات مربوط به بهسازی ساختمان ها در برابر خرابی پیشرونده و خلاصه ای از مطالعات انجام شده ارائه شده است.
فصل سوم به بیان مدل ها و فرضیات، مدل سازی غیر خطی سازه می پردازد.
در فصل چهارم به نحوه اعمال بارگذاری در تحلیل استاتیکی غیر خطی وبررسی نتایج حاصل از این تحلیل پرداخته می شود.
فصل پنجم نیز به نتیجه گیری و بحث پیرامون نتایج و در نهایت ارائه پیشنهادات جهت تحقیقات آتی می ­پردازد.
در انتهای این مجموعه نیز مراجع ارائه شده است.

 
فصل دوم :
مبانی خرابی پیشرونده
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
2-1- مقدمه
خرابی پیشرونده را به صورت گسترش خرابی موضعی اولیه از عضوی به عضو دیگر كه سرانجام به گسیختگی تمام سازه یا قسمت بزرگی از آن می انجامد تعریف می كنند. خطرات احتمالی و بارهای غیرعادی كه می تواند موجب خرابی پیشرونده شود، شامل این موارد می باشند: خطای طراحی یا ساخت، آتش سوزی، انفجار گازها،

این مطلب را هم بخوانید :

تحلیل عاملی تأییدی - آکادمی نواندیشان پویا - درس هایی ارزشمند که آموخته ایم

 اضافه بار تصادفی، تصادف وسایل نقلیه، انفجار بمب ها و غیره. چون احتمال وقوع این خطرات كم است، در طراحی سازه ای آنها را در نظر نمی گیرند یا با اندازه گیری های غیر مستقیم به آنها می‌پردازند. اكثر آنها ویژگی كنش طی مدت زمان نسبتاً كوتاه را دارند و به پاسخ های دینامیكی می‌انجامند.خرابی پیشرونده در ابتدا توجه محققین را در دهه 70 میلادی، پس از گسیختگی جزئی برجی در رونان پوینت[6] انگلستان به خود جلب كرد. پس از حملات تروریستی مركز تجارت جهانی در 11 سپتامبر 2001، علاقه مجدد به بررسی گسیختگی پیشرونده ایجاد گردید.

در آیین نامه های موجود ساختمانی، طراحی سازه ها برای بارهای قابل قبولیست كه ممكن است در طول عمر سازه بر آن وارد شود. سازه ها را معمولاً برای حوادث غیر طبیعی كه می توانند موجب خرابی های فراگیر شوند طراحی نمی كنند. اكثر آیین نامه های رایج فقط دارای توصیه های كلی برای تعدیل تأثیرگسیختگی پیشرونده در سازه هایی هستند كه فراتر از بارهای طراحی شان بارگذاری می شوند.
در این فصل، به مقایسه جامعی از مقررات مربوط به خرابی پیشرونده در آئین نامه های معتبر بین المللی ساختمانی پرداخته شده و ملاحظات مربوط به بهسازی ساختمان ها در برابر خرابی پیشرونده ارائه میشود

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 ویسكوالاستیك 44
شکل (2-18) ضریب افزایش دینامیكی برحسب فركانس بار وارده به فركانس طبیعی سیستم مدل‌سازی 46
شکل (2-19) مدل تحلیلی ماکسول برای مواد ویسکوالاستیک 47
شکل (2-20) مدل تحلیلی كلوین برای مواد ویسكوالاستیك 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 فركانس منطبق با آن برای یک میراگر ویسكوالاستیک خاص با فرض میرایی متناسب 48

این مطلب را هم بخوانید :

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…………………………

شکل 4-7: نمایش توزیع بار یکنواخت………………………………………………………………………………………..93
شکل 4-8:مطالعات انجام شده توسط یوسف دینار در مورد چگونگی پخش مفاصل پلاستیک در سازه……………………………………………………………………………………………………………………………………108

فصل پنجم: تاثیر خرابی طبقه نرم بر محیط زیست
شکل 5-1: آلودگی هوا توسط ذرات معلق بتنی حین تخریب و بازسازی ساختمان­ها پس از زلزله…………111
شکل 5-2: خرابی طبقه ششم ساختمان 8 طبقه شهرداری شهر کوبه در اثر زلزله 1995،که پس از بازسازی ساختمان جدید 5 طبقه شد………………………………………………………………………………………………………113
شکل 5-3: خرابی طبقه اول مرکز خرید روکو در اثر زلزله، که پس از بازسازی ساختمان جدید تنها دارای طبقه همکف می­باشد…………………………………………………………………………………………………………….114
شکل 5-4: خرابی پارکینگ طبقه همکف یک ساختمان مسکونی در اثر زلزله، که برای بازسازی کل سازه تخریب و سازه جدید بنا شد…………………………………………………………………………………………………….114

فهرست نمودارها
فصل اول: تئوری مساله
نمودار 1-1: افزایش سختی سازه به علت وجود دیوار……………………………………………………………………..21
نمودار 1-2: کاهش جابجایی جانبی سازه به علت وجود دیوار………………………………………………………….21
نمودار 1-3: منحنی ظرفیت سازه در دو حالت شکست طبقه نرم و طراحی طبقه نرم ……………………………..30
نمودار 1-4: مقایسه میزان انرژی جذب شده در دو حالت شکست معمولی و شکست طبقه نرم……………….31
نمودار 1-5: منحنی ظرفیت جانبی سازه در دو حالت با و بدون اثر ………………………………………..31

فصل سوم: تحلیل طیفی
نمودار 3-1: سختی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم……………………………………………………………………………..45
نمودار 3-2: سختی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم……………………………………………………………………………..46
نمودار 3-3: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر……………………………………….53
نمودار 3-4: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5 متر…………………………………………..53
نمودار 3-5: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………..54
نمودار 3-6: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………………..54
نمودار 3-7: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5 متر…………………………………………..55
نمودار 3-8: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………..55
نمودار 3-9: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر…………………………………………59
نمودار 3-10: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر………………………………………….59
نمودار 3-11: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر……………………………………….60
نمودار 3-12: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر……………………………………….60
نمودار 3-13: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر………………………………………….61

نمودار 3-14: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر……………………………………….61
نمودار 3-15: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………..67
نمودار 3-16: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر…………………………………..67
نمودار 3-17: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………..68
نمودار 3-18: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………..68
نمودار 3-19: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر…………………………………..69
نمودار 3-20: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………..69
نمودار 3-21: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………..70
نمودار 3-22: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………70
نمودار 3-23: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………..71
نمودار 3-24: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………..71
نمودار 3-25: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………72
نمودار 3-26: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………..72
نمودار 3-27: نمودار دریفت به مکان طبقه نرم مستخرج از تحقیقات یوسف دینار……………………………….78

فصل چهارم: تحلیل استاتیکی غیرخطی
نمودار 4-1: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار استاتیکی خطی……………….92
نمودار 4-2: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار استاتیکی خطی………………….92
نمودار 4-3: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار استاتیکی خطی……………….93
نمودار 4-4: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار استاتیکی خطی……………….93
نمودار 4-5: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار استاتیکی خطی…………………..94
نمودار 4-6: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار استاتیکی خطی……………….94
نمودار 4-7: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار یکنواخت………………………95
نمودار 4-8: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار یکنواخت………………………….95
نمودار 4-9: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار یکنواخت………………………96
نمودار 4-10: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار یکنواخت…………………….96
نمودار 4-11: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار یکنواخت……………………….97
نمودار 4-12: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار یکنواخت…………………….97
نمودار 4-13: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه اول نرم تحت بار یکنواخت………………..98
نمودار4-14: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه هفتم نرم تحت بار یکنواخت……………….99
نمودار4-15: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه اول نرم تحت بار استاتیکی………………….99
نمودار4-16: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه هفتم نرم تحت بار استاتیکی………………100
نمودار4-17: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه سوم نرم تحت بار یکنواخت………………100
نمودار4-18: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه هشتم نرم تحت بار یکنواخت…………….101
نمودار4-19: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه سوم نرم تحت بار استاتیکی……………….101
نمودار 4-20: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه هشتم نرم تحت بار استاتیکی…………….102
 
 

این مطلب را هم بخوانید :

 
 
 
 
 
فهرست جداول
فصل دوم: کلیات مدلسازی
جدول 2-1: جزئیات مقاطع قاب 7 طبقه……………………………………………………………………………………….40
جدول 2-2: جزئیات مقاطع قاب 9 طبقه……………………………………………………………………………………….40

فصل سوم: تحلیل طیفی
جدول 3-1: مقادیر جابجایی طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 7 طبقه (متر)………………………………..51

5-2- مقاومت فشاری 63
5-2-1- نتایج مربوط به مقاومت فشاری 63
5-2-2- ﺗﺄثیر استفاده از مواد پوزولانی بر روی مقاومت فشاری 64
5-2-3- ﺗﺄثیر استفاده از الیاف شیشه بر روی مقاومت فشاری 65
5-3- آزمایش مقاومت خمشی 69
5-3-1- نتایج آزمایش خمش چهار نقطه­ای 70
5-3-2- بررسی ﺗﺄثیر استفاده از مواد پوزولانی بر روی مدول گسیختگی بتن مسلح به الیاف شیشه 74

5-3-3- بررسی ﺗﺄثیر الیاف شیشه و روش­های تولید بتن مسلح به الیاف شیشه بر مدول گسیختگی 77
5-4- سهم پوزولان از مقاومت بتن 82
5-4-1- سهم پوزولان از مقاومت فشاری 83
5-4-2- سهم مواد پوزولانی از مدول گسیختگی 86
5-5- طاقت خمشی 90
5-5-1- بررسی شاخص­های طاقت 91
5-5-2- بررسی مقادیر مربوط به شاخص I5 در بتن مسلح به الیاف شیشه 94
5-5-3- بررسی مقادیر شاخص I10 در بتن مسلح به الیاف شیشه 95
5-5-4- بررسی مقادیر شاخص I20 در بتن مسلح به الیاف شیشه 97
5-5-5- نحوه­ی شکست نمونه­های خمشی 100
5-6- خلاصه­ی فصل 102
فصل ششم: خلاصه, نتایج و پیشنهادات
6-1- مقدمه   103
6-2- مروری اجمالی بر فعالیت­های انجام گرفته در تحقیق حاضر 104
6-3- نتایج به­دست آمده در این تحقیق 105
6-3-1- مقاومت فشاری 105
6-3-2- مدول گسیختگی 105
6-3-3- سهم مواد پوزولانی از مقاومت بتن 106
6-3-4- شاخص­های طاقت 106
6-4- پیشنهادات جهت انجام تحقیقات آینده 107
پیوست: نمودارهای بار- تغییر مکان. 108
مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..138

چکیده
خرابی و انهدام بتن به شدت به تشکیل ترک­ها و ریز ترک­ها بستگی دارد. با افزایش بار­گذاری, ریز ترک­ها به هم متصل شده و ترک­ها را تشکیل می­دهند. به ‌منظور رفع این مشکل و همچنین ایجاد شرایط همگن، در چند دهه اخیر از یک­سری رشته‌های نازک که در تمام حجم بتن گسترده شده است، استفاده می­گردد؛ که به آن­ها الیاف گفته می­شود. از جمله­ی پر کاربرد­ترین الیاف مورد استفاده در بتن, الیاف شیشه می­باشد. بتن مسلح به الیاف شیشه، ماده­ای کامپوزیت شامل یک ملات از سیمان هیدرولیکی و سنگدانه­ی ریز است که با الیاف شیشه تقویت می­شود. استفاده از الیاف شیشه در بتن باعث بهبود ویژگی­های بتن می­شود که از جمله می­توان

 به افزایش مقاومت کششی, افزایش مقاومت خمشی, بهبود مقاومت ضربه, افزایش میزان جذب انرژی, بهبود رفتار بتن در ناحیه­ی غیرخطی و شکل پذیری بالا اشاره کرد. از آنجا که خواص بتن مسلح به الیاف شیشه در ارتباط مستقیم با شرایط الیاف شیشه­ی استفاده شده در سطح بتن می­باشد, موضوعات مرتبط با عملکرد الیاف شیشه در طول زمان, همواره مورد توجه محققین بوده است. عواملی همچون محیط قلیایی بتن و محصولات تولید شده ناشی از فرایند هیدراسیون سیمان, در طول زمان با تخریب الیاف شیشه, باعث ایجاد تغییر در خواص مکانیکی بتن مسلح به الیاف شیشه می­شوند. در این تحقیق به منظور کاهش ﺗﺄثیرات ناشی از محیط قلیایی بتن, از الیاف شیشه­ی مقاوم در محیط قلیایی و برای جلوگیری از ﺗﺄثیر مخرب فرایند هیدراسیون سیمان, از مواد پوزولانی با درصد­های مختلف استفاده شده است. به منظور بررسی مقاومت فشاری, مقاومت خمشی و شاخص­های طاقت در بتن تولید شده به دو روش پیش مخلوط و اسپری, 15 طرح اختلاط حاوی درصد­های مختلف الیاف شیشه و مواد پوزولانی (میکروسیلیس, متاکائولین و نانوسیلیس) در روش پیش مخلوط و 14 طرح اختلاط در روش اسپری, مورد آزمایش قرار گرفته است. از نتایج بدست آمده چنین می­توان برداشت کرد که مقاومت فشاری در بتن مسلح به الیاف شیشه, تا حد زیادی به کیفیت ملات بستگی دارد. بر این اساس ملاحظه می­شود که اضافه نمودن الیاف شیشه باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می­شود. با توجه به این نتایج, کاهش مقاوت فشاری نمونه­های تقویت شده با الیاف شیشه در حضور مواد پوزولانی به حداقل می­رسد. در این شرایط مقاومت فشاری در برخی از نمونه­های مسلح به الیاف شیشه و حاوی مواد پوزولانی, نسبت به نمونه­های شاهد افزایش یافته است. با توجه به نتایج بدست آمده, مسلح کردن بتن به الیاف شیشه, باعث افزایش قابل توجه مدول گسیختگی می­شود. مدول گسیختگی با افزایش میزان الیاف شیشه, ابتدا روندی صعودی و سپس روندی نزولی طی می­ کند. استفاده از مواد پوزولانی در نمونه­های تقویت شده با الیاف شیشه, باعث بهبود مدول گسیختگی می­شود. همچنین کاهش مدول گسیختگی در طول زمان و با حضور مواد پوزولانی به حداقل می­رسد. در این تحقیق به منظور بررسی طاقت نمونه­های مسلح به الیاف شیشه از سطح زیر نمودار بار- تغییر مکان استفاده شده است. به طور کلی استفاده از الیاف شیشه در بتن, باعث افزایش طاقت بتن می­شود. با توجه به نتایج بدست آمده ملاحظه می­شود که با افزایش الیاف شیشه, هر سه شاخص طاقت افزایش می­یابد؛ هر چند در شاخص I5 این افزایش ناچیز می­باشد. در واقع این امر نشان دهنده­ی این است که در جابجایی بزرگتر, جذب انرژی بیشتر توسط الیاف شیشه صورت می­گیرد. در بین نمونه­های مسلح به الیاف شیشه, بیشترین مقادیر مشخصه­ی خصوصیات مکانیکی, مربوط به طرح­های حاوی 10% و 15% متاکائولین می­باشد. استفاده از نانوسیلیس در طرح­های اختلاط, باعث کاهش شدید مقاومت فشاری, مقاومت خمشی و طاقت در بتن مسلح به الیاف شیشه می­شود.

کلمات کلیدی: بتن مسلح به الیاف شیشه، میکروسیلیس، متاکائولین، نانوسیلیس، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، شاخص طاقت

1

فصل اول بررسی کلیات و اهداف تحقیق

1-1-      مقدمه

توانایی سرویس دهی و افزایش ظرفیت باربری مصالح سازه­ای از دیر باز به عنوان یک مسئله­ مهم اقتصادی محسوب می­شده است.
بتن به عنوان یک ماده­ی سازه­ای پر کاربرد, امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می­گیرد. از سال 1992 تا 1993 میلادی، تنها در کشور آمریکا 63 میلیون تن سیمان پرتلند برای تولید 500 میلیون تن بتن مصرف شده است؛ که این خود پنج برابر تولید فولاد، به صورت وزنی در مدت مشابه است. در اغلب کشور­های جهان نسبت مصرف بتن به فولاد از 10 به 1 نیز فراتر رفته است[1]. تا کنون تعاریف زیادی از بتن ارائه شده است. بر اساس این تعاریف, بتن از سه ماده­ی اصلی تشکیل شده است. این مواد عبارتند از: مواد سیمانی, آب که مواد سیمانی با آن واکنش داده و خاصیت چسبندگی پیدا می­ کنند؛ و مواد پر کننده­ که حجم قابل توجهی از بتن را تشکیل می­دهند.
با وجود ویژگی­های قابل توجه این ماده از جمله شکل­پذیری بالا, مقاومت و عمر زیاد, در دسترس و ارزان قیمت بودن, بتن ماده­ای ترد است و تحت بارهای خمشی و کششی به شدت ضعیف عمل می­ کند.
آرماتور­های فولادی, بتن را تحت کشش مسلح می­ کنند؛ ولی تقریباً اثری بر روند گسترش ترک ندارند. به عبارت دیگر با رسیدن انتهای ترک به موقعیت آرماتورهای کششی، نرخ افزایش باز­شدگی دهانه­ی ترک و هم­چنین انتشار ترک کاهش یافته و سپس با عبور ترک از آرماتور، توسعه­ی ترک با نرخ بیشتری افزایش می­یابد. علاوه بر آن وجود آرماتور در نواحی خاص کششی، بتن را از حالت همگن و یکنواخت خارج کرده و فرض همگنی بتن در روش­های آنالیز را با اشکال مواجه می­ کند ]1[.
به طور کلی خرابی و انهدام بتن به شدت به تشکیل ترک­ها و ریز ترک­ها بستگی دارد. با افزایش بار­گذاری, ریز ترک­ها به هم متصل شده و ترک­ها را تشکیل می­ دهند [2]. به‌منظور رفع این مشکل و همچنین ایجاد شرایط همگن، در چند دهه اخیر از یک سری رشته‌های نازک که در تمام حجم بتن گسترده شده، استفاده می‌شود؛ که به آن­ها الیاف گفته می­شود.

1-2-      بتن الیافی

با توجه به تعریف ACI 544.2R-89 [3], بتن الیافی بتنی است كه با سیمان هیدرولیكی, مصالح سنگی ریزدانه و درشت­دانه ساخته شده و به ­وسیله­ی الیاف تقویت می­شود.

این مطلب را هم بخوانید :

كاربرد گسترده­ی بتن الیافی از اواسط سال 1960 برای روسازی جاده­ها، كف سالن­های صنعتی، جداره­ی كوره­ها و غیره, آغاز گردید [4]. مهمترین مشخصه­ی بتن الیافی, خاصیت جذب انرژی و انعطاف پذیری آن است. به همین دلیل امروزه این بتن نقشی بسیار جدی در پیشرفت تکنولوژی بتن ایفا می­ کند.
در کل از بتن الیافی می­توان انتظار ارتقای پارامتر­های مرتبط با ضرایب باربری نظیر مقاومت فشاری، کششی، خمشی، برشی و مقاومت در برابر خزش، سایش و فرسایش را داشت.

1-3-      الیاف مورد استفاده در بتن