شکل(4-26) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X 82
شکل(4-27) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y 83
شکل(4-28) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y 83
شکل(4-29) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X 85
شکل(4-30) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X 85
شکل(4-31) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y 86
شکل(4-32) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y 86
شکل(4-33) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X 87
شکل(4-34) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X 87
شکل(4-35) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y 88
شکل(4-36) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y 88

 
 
 
 
فهرست جداول
(3-1) مقادیر ضریب بازتاب ( ) و ضریب زلزله ( ) در نمونه های مورد مطالعه 47

جدول(3-2) مقاطع تیر، ستون و بادبند نمونه 3 طبقه 48
جدول(3-3) مقاطع تیر، ستون و بادبند نمونه 5 طبقه 49
جدول(3-4) مقاطع تیر،ستون و بادبند نمونه 7 طبقه 49
جدول (3-5) مقادیر 59
جدول (3-6) مقادیر ضریب . 60
جدول (3-7) مقادیر ضریب 60
جدول(4-1) پارامترهای رفتاری ساختمان سه طبقه 66
جدول(4-2) پارامترهای رفتاری ساختمان پنج طبقه 69
جدول(4-3) پارامترهای رفتاری ساختمان پنج طبقه 72
 

فصل 1: مقدمه
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1-1-مقدمه
در سالهای اخیر فلسفه روش­های سنتی که در طراحی سازه در مقابل مخاطرات طبیعی بر مبنای آنها صورت میگرفت، دچار تغییرات عمده­ای شده است. تخریب گسترده سازه­های طراحی شده بر مبنای آئین­نامه­های قدیمی در زلزله­های اخیر، پیشرفت­های به وجود آمده در روش های تحلیل و نیازهای عملکردی پیچیده­تر مورد انتظار صنایع ساختمانی منجر به معرفی روش های موثرتری در طراحی سازه­ها شده­است. یکی از این روش­ها که در بسیاری از آئین­نامه­ها وجود دارد و سبب

این مطلب را هم بخوانید :

قاسم، آرچر، سبد، شاخص¬های، غربال، آقایان

 ساده­سازی مراحل طراحی میشود، روش تحلیل استاتیکی معادل میباشد که در آن نیروهای طراحی به وسیله ضریب رفتار کاهش داده میشوند. این روش بر این فرض استوار است که مقاومت سازه از مقداری که طراحی بر اساس آن صورت میگیرد، بزرگتر است و به علاوه سازه تحت زلزله با ورود به مرحله غیر خطی، بخشی از انرژی زلزله را جذب می­ کند. طراحی لرزه­ای مطلوب برای ساختمان را می­توان دستیابی به سازه­ای با عملکرد مطلوب، به مفهوم امکان ایجاد خسارت کنترل شده و از قبل پیش ­بینی شده در حین زلزله برای ساختمان دانست ضمن آنکه تخمین نادرست مشخصات زلزله و رفتار سازه و عملکرد آن در مواجهه با زلزله از دلایل مهم آسیب­های شدید وارد بر سازه میباشد. به جهت شناخت هر چه بهتر این مشخصات و ویژگی ها، در قبال روش­های تجویزی مرسوم در آئین­نامه­های پیشین که طراحی را بر اساس نیروهای کاهش یافته زلزله بیان میکرد، آئین­نامه­های طراحی و بهسازی لرزه­ای ارائه گردید که طبق آن طراحی لرزه­ای سازه به روش طراحی بر اساس عملکرد پیشنهاد میگردد.

به دلیل غیر اقتصادی بودن رفتار الاستیک سازه تحت زلزله، هدف اصلی در طراحی لرزه­ای ساختمان­ها بر این مبناست که رفتار ساختمان، در مقابل نیروی ناشی از زلزله­های کوچک بدون خسارت و در محدوده خطی مانده و در مقابل نیروهای ناشی از زلزله شدید، ضمن حفظ پایداری کلی خود، خسارت­های سازه­ای و غیر سازه­ای را تحمل کند. به همین دلیل مقاومت لرزه­ای که مورد نظر آئین­نامه­های طراحی در برابر زلزله است، عموما کمتر و در برخی موارد، خیلی کمتر از مقاومت جانبی مورد نیاز برای حفظ پایداری سازه در محدوده ارتجاعی، در یک زلزله شدید است. بنابر این، رفتار سازه­ها به هنگام رخداد زلزله های متوسط و

 
1-2-1-2- درجه[6]
سه گرید متفاوت با توجه به مشخصات جاری شدن اپوکسی ها داریم:
ویسکوزیته کم (1 درجه
ویسکوز متوسط (2 درجه
غیر قابل جاری شدن [7] (3 درجه
1-2-1-3- کلاس های اپوکسی
کلاس‌های اپوکسی مشخص‌کننده‌ی دمای مناسب برای عمل گیرش چسب هستند.
کلاس A) برای استفاده در دمای زیر 4 درجه (کمترین دمای ممکن برای عملکرد اپوکسی)*
A: T < 4
کلاس B) برای استفاده بین دمای 4 تا 15 درجه                                   B: 4 < T < 15
کلاس C) برای استفاده در دمای بیش از 15 درجه                                        C: T > 15
کلاس D) برای دمای بین 4 تا 18 درجه                                            D: 4 < T < 18
کلاس E) برای دمای بین 15 تا 30 درجه                                         E: 15 < T < 30
کلاس F) برای دمای بین 25 تا 30 درجه                                           F: 25 < T < 30
*دمای اشاره شده مربوط به دمای سطح بتنی مورد نظر است نه دمای محیط. برای مثال چسب کلاس A در دمای اتاق به خوبی گیرش می‌کند.
1-2-2- لاتکس[8]
لاتکس هم می‌تواند طبیعی و هم مصنوعی باشد. لاتکس طبیعی یک سیال شیری است (شکل 1-2 و 2-2) که در 10٪ همه‌ی گیاهان گل‌دار وجود دارد مرکبی از امولسیون پروتئین، شبه قلیا، نشاسته، شکر، روغن، رزین، جوهر مازد و صمغ که در معرض هوا سفت می‌شود و معمولاً با تخریب پوسته‌ی گیاه ترشح می‌کند. لاتکس مصنوعی با پلیمریزه کردن یک مونومر مانند استایرن که با مواد فعال در سطح[9] امولسیونه شده باشد, به وجود می آید.

1-2-2-1- انواع لاتکس ]15[
نوع 1 ) متفرق شدنی[10]- محدود برای استفاده‌ی داخلی و غیرقابل استفاده در شرایط مرطوب
نوع 2 ) متفرق نشدنی[11]- قابل استفاده در شرایط مرطوب
 
1-2-2-2- ضوابط انتخاب چسب
1) شرایط هنگام اعمال چسب
آلودگی سطح – دمای سطح تماس – رطوبت سطح – دسترسی به سطح
2) نوع و بزرگی بار
جهت (فشار، کشش برش، تغییر عکس)، مدت زمان، نرخ (استاتیک، دینامیک) – فرکانس بار
1 Epoxy
[2] Glycidyle
[3] Oxirane
[4] Grade
[5] Epoxy concrete
[6] Grade
[7] Non Sagging Viscosity
[8] Latex
[9] Surfactant
[10] Redispersible
[11] Non Redispersible

تعداد صفحه :141

قیمت : هفده هزار و سیصد تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :       

*         parsavahedi.t@gmail.com

فولادی

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
در رشته مهندسی عمران-سازه

عنوان پایان نامه:
بررسی اتصالات خمشی بر پایه سختی متغیر در سازه های فولادی

استاد راهنما:
دکتر مرتضی نقی پور
 
استاد مشاور:
دکتر مرتضی اسکندری قادی
 

 
 
تابستان 1393

چکیده
شکست گسترده و قابل توجه اتصالات قاب های خمشی فولادی در طی زلزله نورثریج (1994)، بیانگر ضعف عمده این اتصالات و عدم شناخت صحیح آن توسط مهندسین بود. زلزله نورثریج، به دلیل تحولاتی که در روند طراحی و ساخت اتصالات گیردار جوشی در سازهای فولادی ایجاد کرد، بعنوان نقطه عطفی در تاریخ طراحی و اجرای این نوع سازه ها محسوب می شود. به دنبال زلزله نورثریج تعدادی از ساختمان های فولادی جوشی با سیستم قاب خمشی (WSMF) در ناحیه اتصالات تیر به ستون دچار شکست شدند. ساختمان های آسیب دیده طیف وسیعی از ساختمان ها را از نظر ارتفاع و عمر شامل می شوند. پس از زلزله نورثریج تغییرات زیادی در نحوه طرح و اجرای اتصالات سازه های فولادی، بمنظور برطرف کردن مشکلات اتصالات خمشی رایج آن زمان پیشنهاد شد. از جمله این اتصالات جدید، می توان به اتصال تیر به ستون با تیر با جان شکاف دار، اتصالات گیردار تیر به ستون با صفحات کناری، اتصال با جان یا بال کاهش یافته تیر و … اشاره نمود. مطالعات نشان داده اند که این اتصالات بسیاری از ضعف­های اتصالات رایج را برطرف نموده اند که از مهمترین مزیت های این اتصالات مدرن، انتقال مفصل پلاستیک به درون تیر در محدوده دور از اتصال می باشد.
   در این تحقیق, اتصال با هندسه متغیر از لحاظ خمش حول محور قوی تیر، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، این اتصال قادر است مفصل پلاستیک را از ناحیه اتصال دور نگه دارد و با این اتصال می توان از بخش بیشتری از بافت عضو در استهلاک انرژی بهره جست و به مقادیر بیشتری از ذخیره سازی و استهلاک انرژی در طول عضو رسید. در این تحقیق با توجه به نقاط ضعف اتصالات قبلی, با رویکردی جدید، راهکارهایی جهت اصلاح عملکرد آن ارائه شده است که این راه حلها، به صورت تئوری مورد بررسی قرار گرفته است. اصلاح هندسی اتصال، اگرچه سبب افزایش سختی و مقاومت کل سازه می شود، درعین حال، اضافه نمودن اجزای جدید به اتصال موجب کاهش ظرفیت شکل پذیری مدل­ها شده است. بمنظور مقایسه و نتیجه گیری بهتر اتصالات رایج قبل از زلزله نورثریج و نیز اتصال جدید، با بهره گرفتن از روش اجزای محدود از نرم افزار Abaqus برای مدلسازی در قابهای(یک دهانه) 3 و 4 و 5 متری بهره گیری شده است.
واژه های كلیدی:
اتصالات خمشی، اتصال با هندسه متغیر، استهلاک انرژی

فهرست مطالب

عنوان                                            صفحه
فصل 1-  مقدمه و کلیات.. 1
1-1-        مقدمه.. 2
1-2-        قاب های مقاوم خمشی فولادی (SMRF).. 5
1-3-   اتصال با هندسه متغیر:.. 8
1-4-   تعریف موضوع تحقیق:.. 9
1-5-   اهمیت و اهداف مطالعه اتصال با هندسه متغیر:.. 9
1-6-   روش تحقیق:.. 10
1-7-   ساختار پایان نامه:.. 10
فصل 2-  اتصالات فولادی و سیستم اتصال گیردار با هندسه متغیر   12
2-1-        مقدمه.. 13
2-2-   تعریف اتصال.. 15
2-2-1- انواع اتصالات.. 15
2-3-   منحنی لنگر_ دوران(M- ) اتصالات.. 15
2-4-   طبقه بندی اتصالات خمشی:.. 18
2-4-1- طبقه بندی اتصالات خمشی بر اساس آیین نامه AISC2005. 20
2-4-2- معیار سختی اتصال.. 20
2-4-3- طبقه بندی قاب های خمشی در آیین نامه لرزه ای AISC2005. 22
2-4-4- تقسیم بندی اتصالات خمشی در آیین نامه FEMA 350:.. 22
2-5-   مروری بر اتصالات پیش از زلزله نورثریج.. 24
2-5-1- اتصالات مقاوم خمشی رایج قبل از زلزله نورثریج 1994.. 24
2-5-2- بررسی های عینی انجام شده بر روی اتصالات.. 25
2-5-3- نتیجه گیری.. 30
2-6-   راه حل.. 31
2-6-1- اتصالات تقویت شده:.. 32
2-6-2- اتصالات ضعیف شده.. 36
2-7-   بررسی اتصال تیر با جان شکافدار.. 37
2-7-1- هندسه کلی اتصالات تیر های با جان شکافدار.. 37
2-7-2- مزایای هندسه اتصال با جان شکافدار نسبت به اتصالات رایج.. 38
2-7-3-          نتایج کلی……………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………………. 42
2-8-   بررسی اثر اتصال RBS در بهبود رفتار قابهای خمشی فولادی[10].. 42
2-8-1- هندسه کلی اتصالات RBS. 43
2-8-2- مزایای هندسه اتصال RBS. 44
2-8-3-          اثر RBS در جلوگیری از ترد شكنی اتصال و كنترل تنشها در بر ستون[10]   46
2-8-4-          بهسازی و تقویت اتصالات خمشی ساختمان های موجود با بهره گرفتن از RBS. 47
2-8-5-          نتیجه گیری.. 49
2-9-   اتصال با ورق میانگذر:.. 50
2-9-1-          مزایای هندسه اتصال با ورق میانگذر:.. 51
2-9-2-          سایر مزیتهای اتصال با ورق میانگذر به ستونهای قوطی شکل.. 53
2-9-3-          بررسی نتایج تحلیل.. 54
2-9-4-          نتیجه گیری.. 55
2-10-         سیستم اتصال گیردار با صفحات کناری:.. 56
2-10-1-            مقدمه:…………………………………..                  56
2-10-2-            معرفی اتصال با صفحات کناری.. 57
2-10-3-            مقاوم سازی در برابر ضربه و انفجار با بهره گرفتن از اتصال با صفحات کناری   58
2-10-4-            هندسه های معمول سیستم اتصال با ورق کناری:.. 62
2-10-5-            سازه های اجرا شده:.. 63
2-10-6-            مقایسه اتصال با صفحات کناری و اتصال تیر کاهش یافته (RBS):   63
2-11-         اتصال CONXL :.. 64
2-11-1-            هندسه کلی و مزایای اتصالCONXL.. 65
2-11-2-            بررسی نتایج حاصل از تحلیل نمونه ها.. 67
2-11-3-       نتیجه گیری.. 69
فصل 3-   مدلسازی و بررسی های تئوری و تحلیلی.. 71
3-1-   طراحی اتصالات تیر به ستون به روش ممان اینرسی متغیر.. 72
3-1-1- مقدمه   72

این مطلب را هم بخوانید :

3-2-   روش اجزاء محدود.. 76
3-3-   معیار های تسلیم.. 76
3-3-1- معیار تسلیم فون میسز و ترسکا.. 77
3-4-        توزیع تنش در تیر ها.. 78
3-4-1- توزیع کلاسیک تنش در تیر ها.. 78
3-4-2- الف: توزیع تنش خمشی در تیر ها.. 79
3-4-3- ب: توزیع تنش برشی در تیر ها:.. 79
3-4-4- توزیع تنش بر اساس مطالعات المان محدود.. 80
3-5-   توزیع انرژی در اعضاء سازه ای.. 82
3-6-   انتخاب نرم افزار.. 89
3-6-1- نحوه ایجاد یک مدل تحلیلی کامپیوتری:.. 90
3-6-2- رفتار مصالح.. 91
3-7-        انتخاب مدل ها و جزییات اتصال مدل شده:.. 92
3-7-1- ارائه معادله هندسه تیر طره تحت بار منفرد:.. 92
3-7-2- ارائه معادله هندسه تیر طره تحت بار گسترده:.. 94
3-7-3- ارائه معادله هندسه تیر دو سر گیردار تحت لنگر:.. 96
3-7-4- ارائه معادله هندسه تیر دو سر گیردار تحت اثر بار گسترده:.. 100
فصل 4-  خروجی ها و نتایج بدست آمده.. 105
4-1-        مقدمه:.. 106
4-2-   طرح و مشخصات اتصالات نمونه:.. 106
4-3-   نحوه اعمال بار و شرائط مرزی:.. 107
4-4-        انتخاب مدل ها:.. 107
4-4-1- تیرهای کنسول تحت بار منفرد در بخش انتهائی.. 107
4-4-2- تیرهای کنسول تحت بار گسترده یکنواخت.. 109
4-4-3- تیرهای دو سرگیردار تحت بار گسترده یکنواخت در طول و لنگر متمرکز یکطرفه   111
4-4-4- جزییات اتصال مدل شده :.. 118
فصل 5-  نتیجه‌گیری و ارائه راهکار.. 132
5-1-   نتیجه‌گیری.. 133
5-2-   پیشنهادات.. 133

فهرست شکل‌‌ها
عنوان                                            صفحه
شکل ‏1‑1: یک نمونه ساختمان با قاب خمشی[19].. 6
شکل ‏1‑2: مکان احتمالی تشکیل مفصل پلاستیک در تیر (تغییر شکلهای ماندگار)   8
شکل ‏1‑3: هندسه پایه اتصال با هندسه متغیر.. 8
شکل ‏2‑1: انواع منحنی های لنگر_دوران[3].. 17
شکل ‏2‑2: منحنی های لنگر_دوران برخی از اتصالات رایج[6]… 18
شکل ‏2‑3: نمودار لنگر_چرخش و شکل پذیری اتصالات [6]… 19
شکل ‏2‑4: نمودار لنگر_چرخش و شکل پذیری اتصالات [3]… 20
شکل ‏2‑5: نمودار لنگر_چرخش و شکل پذیری اتصالات [3]… 21
شکل ‏2‑6: اتصال خمشی رایج قبل از زلزله نورثریج[21]… 25
شکل ‏2‑7: شکست در جوش بال تیر به بال ستون در طی زلزله نورثریج[26].   27
شکل ‏2‑8: شکست بال ستون[26]… 27
شکل ‏2‑9: شکست بال ستون و جوش تیر به ستون[26]… 28
شکل ‏2‑10: تصاویری از چند نمونه خرابی در زلزله نورثریج شامل: گسترش شکست در ضخامت بال ستون _ گسترش شکست در جان تیر _ شکست کامل اتصال تیر به ستون[26]   28
شکل ‏2‑11: انواع اتصالات تقویت شده.. 33
شکل ‏2‑12: انواع اتصالات تقویت شده[27و28].. 34
شکل ‏2‑13: انواع اتصالات تقویت شده[27و28].. 35
شکل ‏2‑14: انواع اتصالات تیر به ستون RBS [31و32].. 36
شکل ‏2‑15: اتصال تیر به ستون با جان شکاف دار بصورت شماتیک[1].. 38
شکل ‏2‑16: اتصال تیر به ستون با جان شکاف دار بصورت شماتیک[30و 2]   40
شکل ‏2‑17: انواع اتصالات RBS[10].. 44
شکل ‏2‑19: مشخصات كلی نمونه ها[8و9]… 46
شکل ‏2‑20: طرح بهسازی پیشنهادی یوانگ و همكاران [32]… 48
شکل ‏2‑21: جزئیات نمونه های آزمایشی چن و تو[31]… 48
شکل ‏2‑22: رفتار هیسترزیس نمونه های آزمایش شده توسط چن و تو[31]… 49
شکل ‏2‑23: شمایی از اتصال با ورق میانگذ رو نحوه مونتاژ آن[11]… 51
شکل ‏2‑24: نحوه انتقال نیروها در اتصال با ورق میانگذر[11].. 52
شکل ‏2‑25: توزیع کرنشهای پلاستیک فون میسز در زیرسازه[11].. 54
شکل ‏2‑26: منحنی هیسترسیس لنگر_ دوران کل زیرسازه با اتصال میانگذر[11]   55
شکل ‏2‑27: منحنی هیسترسیس لنگر_ دوران پلاستیک زیرسازه با اتصال میانگذر[11]   55
شکل ‏2‑28: اتصال با ورق های کناری مجزا [33].. 57
شکل ‏2‑29: اتصال با ورق های کناری تمام عمق [28].. 57
شکل ‏2‑30: جزئیات اتصال با صفحات کناری[34].. 58
شکل ‏2‑30: تاثیر اتصال در کاهش فرو ریختگی پی در پی کف ها [34].. 59
شکل ‏2‑31: هندسه اتصال الف) اتصال ورق کناری ب) اتصال ورق کناری بهبود یافته [34].. 61
شکل ‏2‑32: هندسه های معمول سیستم اتصال ورق کناری[34].. 62
شکل ‏2‑34: نمای كلی اتصال ConXL[3].. 65
شکل ‏2‑35: تعریف هندسه و جزئیات اتصال ConXL.[13].. 66
شکل ‏2‑36: توزیع تنش فون میسز و تغییر شكل اتصال ConXL-R[13.].. 68
شکل ‏2‑37: توزیع تنش فون میسز و تغییر شكل اتصال ConXL-NR[13.].. 69
شکل ‏2‑38: نمودار لنگر-دوران هر دو نمونه اتصال ConXL[13.]… 70
شکل ‏2‑39: نمودارپوش لنگر-دوران هر دو نمونه اتصال ConXL[13.]… 70
شکل ‏3‑1: نمودار معیارهای تسلیم فون میسز و ترسکا [15]… 78
شکل ‏3‑2: معیارهای فون میسز و ترسکا [15]… 78
شکل ‏3‑3: پارامترهای موثر در تنش برشی نسبت به تار خنثی.. 80
شکل ‏3‑4: شمائی از تیر کنسول تحت بار منفرد.. 83
شکل ‏3‑5: در برخورد خودرو با مانع بخشهائی که طاقت سرعت بارگذاری را ندارند دچار خرابی موضعی می گردند [43].. 85
شکل ‏3‑6: مدلسازی تیر کنسول با فنر های سری دارای سختی ثابت.. 86
شکل ‏3‑7: نمودار نیرو _ جابجائی در محدوده خطی.. 86
شکل ‏3‑8: مقایسه نسبی ذخیره سازی انرژی در طول دو تیر با هندسه های ثابت و متغیر.. 87
شکل ‏3‑9: مدلسازی تیر کنسول با فنر های سری دارای سختی متغیر.. 88
شکل ‏3‑10: مکان احتمالی تشکیل مفصل پلاستیک در تیرها در مجاورت اتصال[27]   88
شکل ‏3‑11: منحنی تنش _ کرنش فولاد St37[14].. 92
شکل ‏3‑12: منحنی تنش _ کرنش جوش[14].. 92
شکل ‏3‑13: تیر کنسول تحت بار متمرکز با تنشهای یکسان در تار بالا و پائین   94
شکل ‏3‑14: تیر کنسول تحت بار گسترده یکنواخت با تنشهای یکسان در تار بالا و پائین.. 95
شکل ‏3‑15: قاب یک دهانه تحت لنگر متمرکز یکطرفه.. 96
شکل ‏3‑16: تفکیک شکل قاب یک دهانه تحت لنگر متمرکز یکطرفه به دو تیر با لنگرهای معین.. 97
شکل ‏3‑17: شکل تفکیک شده منحنی لنگر قاب یک دهانه تحت لنگر متمرکز یکطرفه   98
شکل ‏3‑18: نمودار منحنی لنگر تیر دوسر گیردار تحت لنگر یکطرفه.. 98
شکل ‏3‑19: نمودار معادله هندسی تیر دو سر گیردار صرفا تحت برش ناشی از لنگر متمرکز یکطرفه.. 99
شکل ‏3‑20: نمودار معادله هندسی تیر دو سر گیردار صرفا تحت برش ناشی از لنگر متمرکز یکطرفه.. 100
شکل ‏3‑21: تیر دو سر گیردار تحت بار گسترده.. 101
شکل ‏3‑22: نمودار معادله هندسی تیر دو سر گیردار تحت بار گسترده.. 102
شکل ‏3‑23: نمودار معادله لنگر تیر دو سر گیردار تحت لنگر متمرکز یکطرفه و بار گسترده.. 103
شکل ‏3‑24: قاب فولادی یک دهانه تحت بار گسترده قائم و لنگر متمرکز در انتهای تیر.. 103
شکل ‏3‑25: نمودار معادله هندسی تیر دو سر گیردار تحت لنگر متمرکز یکطرفه و بار گسترده معین.. 104
شکل ‏3‑26: نمودار معادله هندسی تیر دو سر گیردار صرفا تحت برش ناشی از لنگر متمرکز یکطرفه.. 104
شکل ‏4‑1: نمودار بار چرخه ای اعمال شده به نمونه ها.. 107
شکل ‏4‑2: نمایش کانتورهای تنش تیر با هندسه ثابت تحت بار منفرد در بخش انتهائی   108
شکل ‏4‑3: نمایش کانتورهای تنش تیر با هندسه متغیر تحت بار منفرد در بخش انتهائی   108
شکل ‏4‑4: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیر طره تحت بار منفرد با هندسه ثابت   109
شکل ‏4‑5: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیر طره تحت بار منفرد با هندسه متغیر   109
شکل ‏4‑6: نمایش کانتورهای تنش تیر با هندسه ثابت تحت بار گسترده.. 110
شکل ‏4‑7: نمایش کانتورهای تنش تیر با هندسه متغیر تحت بار گسترده.. 110
شکل ‏4‑8: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیر طره تحت بار گسترده با هندسه ثابت   111
شکل ‏4‑9: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیر طره تحت بار گسترده با هندسه متغیر   111
شکل ‏4‑10: نمایش کانتورهای تنش تیر دو سرگیردار با هندسه ثابت تحت بار گسترده یکنواخت و لنگر متمرکز یکطرفه.. 112
شکل ‏4‑11: نمایش کانتورهای تنش تیر دو سرگیردار با هندسه متغیر تحت بار گسترده یکنواخت و لنگر متمرکز یکطرفه.. 112
شکل ‏4‑12: نمایش چند حالت معادله هندسی تیر دوسر گیردار تحت بار گسترده ثابت و لنگر جانبی متغیر.. 113
شکل ‏4‑13: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیر دو سرگیردار با هندسه ثابت تحت بار گسترده یکنواخت و لنگر متمرکز یکطرفه.. 114
شکل ‏4‑14: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیر دو سرگیردار با هندسه متغیر تحت بار گسترده یکنواخت و لنگر متمرکز یکطرفه.. 114
شکل ‏4‑15: نمایش معادله هندسی تیر دوسر گیردار با مقطع متغیر(الف) – ثابت و متغیر(ب).. 117
شکل ‏4‑16: معادله منحنی سخت کننده اتصال حاصل از روابط تحلیلی برای تیر فوق   118
شکل ‏4‑17: شمائی از سخت کننده پیشنهادی برای اتصال.. 119
شکل ‏4‑18: شمائی از قاب یک دهانه مورد بررسی تحت بارگذاریهای مسأله   120
شکل ‏4‑19: نمایش کانتورهای تنش تیرIPE14 با سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 3 متری.. 121
شکل ‏4‑20: سخت کننده های الحاقی به تیرIPE14 تحت بارگذاری مساله برای دهانه 3 متری.. 121
شکل ‏4‑21: نمایش کانتورهای تنش تیرIPE20 بدون سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 3 متری.. 121
شکل ‏4‑22: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE14 بدون سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 3 متری.. 122
شکل ‏4‑23: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE14 با سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 3 متری.. 122
شکل ‏4‑24: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE20 بدون سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 3 متری.. 123
شکل ‏4‑25: نمایش کانتورهای تنش تیرIPE14 با سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 4 متری.. 124
شکل ‏4‑26: سخت کننده های الحاقی به تیرIPE14 تحت بارگذاری مساله برای دهانه 4 متری.. 124
شکل ‏4‑27: نمایش کانتورهای تنش تیرIPE20 با سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 4 متری.. 124
شکل ‏4‑28: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE14 بدون سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 4 متری.. 125
شکل ‏4‑29: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE14 با سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 4 متری.. 125
شکل ‏4‑30: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE20 بدون سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 4 متری.. 126
شکل ‏4‑31: نمایش کانتورهای تنش تیرIPE16 با سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 5 متری.. 127
شکل ‏4‑32: سخت کننده های الحاقی به تیرIPE16 تحت بارگذاری مساله برای دهانه 5 متری.. 127
شکل ‏4‑33: نمایش کانتورهای تنش تیرIPE20 با سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 5 متری.. 128
شکل ‏4‑34: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE16 بدون سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 5 متری.. 128
شکل ‏4‑35: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE16 با سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 5 متری.. 129
شکل ‏4‑36: نمودار نیرو _ جابجائی برای تیرIPE22 بدون سخت کننده تحت بارگذاری مساله برای دهانه 5 متری.. 129
شکل ‏4‑37: تصویر سخت کننده اتصال.. 131

فهرست جدول‌‌ها

شکل 3-13- سوراخ شده با مته ………………………. 51
شکل 3-14- خش دار با برس فلزی …………………….. 51
شکل 3-15- صاف ………………………………….. 52
شکل 3-16- سند پلاست ……………………………… 53
شکل 3-17- قالب Slant Shear ………………………….. 53
شکل 3-18- مخلوط چسب بتن، آب و سیمان …………….. 54
شکل 3-19- اعمال چسب …………………………….. 55
شکل 3-20- مخلوط کردن گروت اپوکسی ………………… 55
شکل 3-21-کوبیدن بتن …………………………….. 56
شکل 3-22- آماده برای عمل‌آوری …………………….. 56
شکل 3-23- نمونه‌های اپوکسی نوع 4 آماده برای عمل‌آوری … 57
شکل 3-24- باز کردن قالب نمونه برای عمل‌آوری ……….. 58
شکل 3-25- نمونه‌ی آماده‌ی تست اپوکسی نوع 4 …………. 59
شکل 3-26- نمونه‌های آماده‌ی تست چسب بتن و اپوکسی ……. 59
شکل 3-27- اندازه گیری قطر نمونه …………………. 60
شکل 3-28- دستگاه مقاومت فشاری ……………………. 61
شکل 3-29- قرار گیری نمونه در دستگاه و تست ………… 61
شکل 4-1- نمایش نیروی برش ………………………… 63
شکل 4-2- محاسبه‌ی قطر هر نمونه ……………………. 64
شکل 4-3- Epoxy EA-222 طراحان بتن ……………………. 65
شکل 4-4- Latex BA 310 طراحان بتن …………………….. 69
شکل 4-5- Epoxy GE 2 نامیکاران ………………………. 72
شکل 4-6- Epoxy Dur – 32 نامیکاران …………………….. 75
شکل 4-7- لاتکس نامیکاران …………………………. 78
شکل 4-8- EMEpoxy Bond آبادگران …………………….. 82
شکل 4-9- Epoxy ABADUR P1 آبادگران …………………… 85
شکل 4-10- EMBOND آبادگران ……………………….. 88
شکل 4-11- چسب بتن از شرکت بتن شیمی خاتم ………….. 92
شکل 4-12- اتصال بدون چسب و شکست در سطح روش آماده سازی سطح، نرمال ………………………………………………. 103
شکل 4-13- اتصال بدون چسب و شکست در سطح روش آماده سازی سطح، سند بلاست ………………………………………………. 104
شکل 4-14- اتصال با لاتکس و شکست در سطح، روش آماده سازی سطح، صاف ………………………………………………. 104
شکل 4-15- اتصال با اپوکسی و شکست در سطح، روش آماده سازی سطح، سند بلاست ………………………………………….. 105
شکل 4-16- اتصال با اپوکسی نوع 5، شکت در بتن، روش آماده سازی سطح، سند بلاست ………………………………………. 107
شکل 4-17- اتصال با اپوکسی نوع4، شکت در بتن، روش آماده سازی سطح، سوراخ شده با مته ………………………………. 107
شکل 4-18- اتصال با اپوکسی نوع4، شکت در بتن، روش آماده سازی سطح، خراش با برس فلزی ………………………………. 108

 
 
فهرست جدول‌‌ها
 
عنوان                                                          صفحه
جدول 1-1- روش‌های حذف بتن (Couvard 2006, Silfwerbereand, 1990) …… 10
جدول 2-1- طرح اختلاط بتن آزمایش سیلوا و همکارانش …… 23
جدول 2-2- نتایج آزمایشات D Silva (etal 2005) و همكارانش …… 24
جدول 2-3- نتایج آزمایشات bachrian lubis و همكارانش ……… 26
جدول 2-4- نتایج آزمایش آیشا و همكارانش …………… 27
جدول 2-5- نتایج آزمایشات به فر نیا,جان نثاری و مشرف .. 28
جدول 3-1- نتایج آزمایش مدول نرمی ماسه ……………. 32
جدول 3-2- طرح اختلاط برای بتن‌های استفاده شده ………. 33
جدول 3-3- محاسبه‌ی تعداد نمونه‌های مورد نیاز ……….. 44
جدول 4-1- نتایج آزمایش برش مایل خش دار شده با برس فلزی Epoxy EA-222 طراحان بتن پایدار …………………………………….. 66
جدول 4-2- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Epoxy EA-222 طراحان بتن پایدار ………………………………………… 67
جدول 4-3- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Epoxy EA-222 طراحان بتن پایدار ……………………………………………….. 67
جدول 4-4- نتایج آزمایش برش مایل صاف Epoxy EA-222 طراحان بتن پایدار 68
جدول 4-5- نتایج آزمایش برش مایل خش دار شده با برس فلزی Latex BA-310 طراحان بتن پایدار ………………………………. 70
جدول 4-6- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Latex BA-310 طراحان بتن پایدار ………………………………………… 70
جدول 4-7- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Latex BA-310 طراحان بتن پایدار ……………………………………………….. 71
جدول 4-8- نتایج آزمایش برش مایل صاف Latex BA-310 طراحان بتن پایدار 71
جدول 4-9- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزیEpoxy GE-2 نامیکاران ……………………………………………….. 73
جدول 4-10- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با متهEpoxy GE-2 نامیکاران ……………………………………………….. 73
جدول 4-11- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاستEpoxy GE-2 نامیکاران 74
جدول 4-12- نتایج آزمایش برش مایل صافEpoxy GE-2 نامیکاران 74
جدول 4-13- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی Epoxy Dur-32 نامیکاران ……………………………………… 76
جدول 4-14- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Epoxy Dur-32 نامیکاران ……………………………………………….. 76
جدول 4-15- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Epoxy Dur-32 نامیکاران    77
جدول 4-16- نتایج آزمایش برش مایل صاف Epoxy Dur-32 نامیکاران    77
جدول 4-17- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی Latex نامیکاران ……………………………………………….. 79
جدول 4-18- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Latex نامیکاران ……………………………………………….. 80
جدول 4-19- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Latex نامیکاران    80
جدول 4-20- نتایج آزمایش برش مایل صاف Latex نامیکاران .. 81

جدول 4-21- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی EM Epoxy Bond آبادگران ………………………………………. 83
جدول 4-22- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته EM Epoxy Bond آبادگران ……………………………………………….. 83
جدول 4-23- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست EM Epoxy Bond آبادگران   84
جدول 4-24- نتایج آزمایش برش مایل صاف EM Epoxy Bond آبادگران   84
جدول 4-25- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی Epoxy ABADUR-P1 آبادگران ………………………………………. 86
جدول 4-26- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Epoxy ABADUR-P1 آبادگران ………………………………………. 86
جدول 4-27- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Epoxy ABADUR-P1 آبادگران ……………………………………………….. 87
جدول 4-28- نتایج آزمایش برش مایل صاف Epoxy ABADUR-P1 آبادگران 87
جدول 4-29- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی EM Bond آبادگران ……………………………………………….. 89
جدول 4-30- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی EM Bond آبادگران ……………………………………………….. 90
جدول 4-31- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست EM Bond آبادگران   90
جدول 4-32- نتایج آزمایش برش مایل صاف EM Bond آبادگران . 91
جدول 4-33- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی چسب بتن، بتن شیمی خاتم …………………………………………… 93
جدول 4-34- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته چسب بتن، بتن شیمی خاتم …………………………………………… 93
جدول 4-35- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست چسب بتن، بتن شیمی خاتم 94
جدول 4-36- نتایج آزمایش برش مایل صاف چسب بتن، بتن شیمی خاتم 94
جدول 4-37- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی بدون چسب     95
جدول 4-38- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته بدون چسب   96
جدول 4-39- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست بدون چسب …. 96
جدول 4-40- نتایج آزمایش برش مایل صاف بدون چسب …….. 97
 
 
 
 
 
 
 
فهرست نمودارها
 
عنوان                                                          صفحه
نمودار 4-1- اتصال بدون چسب انجام شده است …………. 98
نمودار 4-2- اتصال توسط لاتکس ……………………… 99
نمودار 4-3- اتصال با اپوکسی نوع 4 ……………….. 100
نمودار 4-4-اتصال با اپوکسی نوع 5 ………………… 101
نمودار 4-5- جهت بررسی تاثیر افزایش مقاومت بتن در آزمایش     102

 


 
 
 
 
 
 
فصل اول:
 
کلیات

 
1-1- مقدمه
اضافه کردن بتن تازه به روی لایه‌ی بتن قدیمی یک روش معمولی برای تعمیر یا تقویت سازه است. تعمیر بتن شامل حذف بتن ضعیف و جایگزینی آن با بتن جدید است، و یکی از اساسی ترین فاکتورهای این عمل وجود مقاومت اتصال خوب بین بتن اضافه شده و سطح قدیمی در طول عمر مفید سازه است. وقتی عمل تعمیر انجام می شود فاکتور های زیادی از جمله زبری سطح ،وجود ترک های ریز، تراکم بتن و عمل‌آوری آن و همچنین تفاوت در مشخصات مصالح از جمله مدول الاستیسیته، حرکات گرمایی و خزش در مقاومت و توزیع تنش موثرند. این سیستم را می‌توان شامل سه فاز سطح اولیه بتن،بتن اضافه شده ومحیط اتصال در نظر گرفت. منظور از محیط اتصال صفحه‌ی اتصال و اطراف آن است. این محیط باید توانایی مقابله در برابر تنش های وارده را داشته باشد . این محیط معمولا با اضافه کردن یک عامل چسبنده یا افزایش زبری و گاهی هر دوی ان ها خواهند بود. هر چند این روش ها تجربی اند و کارایی عامل چسبنده هنوز اثبات نشده است. از نتیجه‌ی این مطالعه طراحان می‌توانند مقاومت بتن مورد استفاده برای اتصال ،نوع زبری ایجاد شده و مقاومت طراحی را برای یک طراحی اقتصادی انتخاب کنند.
 
1-2- عوامل چسبنده:
1-2-1- اپوكسی1

[1]

این مطلب را هم بخوانید :

                                               
یکی از عوامل چسبنده‌ی مورد نظر در این پایان نامه اپوکسی است. رزین‌های اپوکسی با ایجاد حرارت داخلی عمل‌آوری می‌شوند. این سیستم‌ها شامل دو بخش رزین و سخت‌کننده هستند که پس از اختلاط با یکدیگر فعال شده و سخت می‌شوند.
رزین‌های اپوکسی در سطوحی مانند استایروفوم، چوب قرمز، چوب‌های سخت، بعضی سطوح پلاستیکی و سطوح فلزی و بتنی می‌توانند استفاده شوند. رزین‌های اپوکسی مقاومت خمشی، برشی و کششی مناسبی دارند، از جذب آب بسیار پایین و سختی بسیار زیادی برخوردارند و زمان گیرش بین 5 تا 7 روز دارند.
رزین‌های اپوکسی، پریپلیمرهای با وزن مولکولی کم یا پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند که معمولاً حداقل دارای 2 بخش مجزا (شکل1-1) که باید ابیدا ترکیب و سپس استفاده شوند، هستند. این دو بخش معمولاً از گروه گلیسیدیل[2] یا اکسایرن[3] هستند. بخش وسیعی از اپوکسی‌ها در صنایع تولید می‌شوند و مواد خام آن‌ها از مشتقات نفت بدست می‌آید. مانند دیگر مواد پلیمری که با حرارت عمل‌آوری می‌شوند, ترکیب درجه[4] های مختلف رزین‌های اپوکسی یا اضافه کردن افزودنی، مواد پلاستیکی یا فیلرها برای رسیدن به پروسه یا نتیجه‌ی نهایی مطلوب و یا برای کاهش هزینه‌ی تولید یک امر معمولی است. به این عملیات دست‌کاری در فرمول نیز می‌گویند که به طور رایج در کارخانجات تولید اپوکسی در ایران انجام می‌شود.
1-2-1-1- انواع اپوکسی ]12[
نوع 1) برای موارد غیر باربر برای اتصال بتن سخت شده به بتن سخت شده یا مصالح دیگر
نوع 2) برای موارد غیر باربر برای اتصال بتن تازه به بتن سخت شده
نوع 3) برای اتصال مصالح ضدلغزش به بتن سخت شده و به عنوان اتصال‌دهنده در بتن اپوکسی[5] که در                    سطوح تحت بار ترافیکی (گرما یا حرکات مکانیکی) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نوع 4) برای موارد باربر برای اتصال بتن سخت شده به بتن سخت شده یا مصالح دیگر
نوع 5) برای موارد باربر برای اتصال بتن تازه به بتن سخت شده

 
 
 
فهرست اشکال
شکل 1: نمای جانبی زمین. 17
شکل 2: نوع حرکت گسل ها. 18
شکل 3: ایالتهای لرزه زمینساختی ایران. 21
شکل 4: الف: حل صفحة گسل زمینلرزه های شرق ترکیه، قفقاز و شمال ایران   22
شکل 5: سازوكار كانونی زمینلرزه های شمال ایران. 23
شکل 6: نقشة گسلهای فعال سازوكار كانونی زمینلرزه ها و نواحی بیشینه تخریب زمینلرز ههای مخرب زاگرس. 25
شکل 7: گسلها و ساختارهای عمدة زون فرورانش مکران. 27
شکل 8: مدل های چشمه های لرزه ای در یک ایالت لرزه زمین ساخت. 32
شکل 9: ارتباط گسل فعال و ناشناخته. 34
شکل 10: تقسیم بندی گسل به قطعات كوچکتر. 35
شکل 11: توصیف منحنی خطر زلزله. 39
شکل 12: مراحل اساسی برآورد خطر زمینلرزه به روش تعینی. 47
شکل 13: انواع فاصله های چشمه لرزه زا تا سایت مورد نظر. 48
شکل 14: مقایسه چندین رابطه تجربی برای بدست آوردن زمین لرزه كنترلی   50
شکل 15: مراحل اساسی برآورد خطر زمینلرزه به روش احتمالاتی مرسوم   67
شکل 16: مراحل اساسی برآورد خطر زمینلرزه به روش احتمالاتی اصلاح شده   70
شکل 17: مثالهایی از هندسه های زون منابع مختلف. 72
شکل 18: تغییرات فاصله منبع تا محل برای هندسه های مختلف زون منبع   73
شکل 19: اثر سرعت لغزش گسل و اندازه زلزله بر پریود تکرار. 74
شکل20: محدوده محل سکونت شهر قم. 92
شکل 21: نقشه زمین شناسی شهر قم. 95
شکل 22: نقشه زمین شناسی جنوب قم. 96
شکل 23: نقشه پهنه رومرکزی زلزله. 98
شکل 24: تصویر ماهواره‌ای گسل خضر. 101
شکل 25: نقشه گسلهای بومی استان به فاصله 30 کیلومتری مرکز شهر   103
شکل 26: نقشه گسل قم – زفره. 105
شکل 27: تصویر ماهواره ای گسل رباط کریم. 108
شکل 28: گسل های فعال منطقه در محدوده ی شعاع مورد مطالعه به طول 150 کیلومتر.. 114
شکل 29:اهمیت فاصله ی گسل ها از ساختگاه را نشان می دهد. 118
شکل 30: پراکندگی زلزله های اتفاق افتاده در محدوده 150 کیلومتری استان قم.. 122
شکل 31: موقعیت چشمه های تعیین شده در منطقه قم. 133
شکل 32: عمق سنگ بستر لرزه ای شهر قم.. 143
شکل 33: نوع شرایط خاک در سراسر شهر قم.. 144
شکل 34: نقشه پهنه بندی شتاب افقی برای دوره بازگشت50 سال برای کل ناحیه.. 145
شکل 35: نقشه پهنه بندی شتاب افقی برای دوره بازگشت 475 سال برای کل ناحیه.. 145
شکل 36: نقشه پهنه بندی شتاب افقی برای دوره بازگشت 50 سال برای شهر قم. 147
شکل 37: نقشه پهنه بندی شتاب افقی برای دوره بازگشت 475 سال برای شهر قم. 148
شکل 38: نقشه پهنه بندی شتاب افقی استان برای دوره بازگشت 475 سال   149
شکل 39: نقشه استعداد زمین لغزش منطقه مورد مطالعه. 154
شکل 40: نقشه همباران منطقه مطالعاتی. 155
شکل 41: نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش منطقه مورد مطالعه. 156

فهرست جداول
جدول 1: پارامتر های ایالت های لرزه زمینساختی ایران.. 21
جدول 2: تخمین شدت زلزله بر اساس طول گسل.. 50
جدول 3: تعیین ضرائب GC و GB با توجه به نوع خاک.. 54
جدول 4: ضرائب رابطه كاهندگی بور برای محاسبه بزرگترین مؤلفه شتاب افقی.. 54
جدول 5: ضرایب مدل های کاهندگی.. 58
جدول 6: ضرایب مدل های کاهندگی برای منطقه البرز.. 59
جدول 7: ضرایب مدل های کاهندگی برای منطقه زاگرس.. 60
جدول 8: ضرایب رابطه زارع.. 62
جدول 9: ضرایب رابطه نوروزی.. 63
جدول 10: رابطه تجربی بین و Ms بدست آمده برای گستره های البرز، ایران مرکزی و زاگرس. 76
جدول 11: برآورد پارامترهای زلزله خیزی براساس زمینلرزه های ثبت شده در ایالت لرزه زمین ساختی ایران مركزی1997. 82
جدول 12: مشخصات گسل ها در محدوده ی 150 کیلومتری قم.. 115
جدول 13: مقدار بزرگای گسل ها.. 117
جدول 14: ماكزیمم شتاب افقی گسل ها.. 119

جدول 15: زمینلرزه های مهم رخ داده تاریخی تا شعاع 150 کیلومتری منطقه مورد مطالعه. 121
جدول 16: برآورد بزرگا بر اساس دوره بازگشت و همچنین تعداد رویداد زمین لرزه در یک دوره 113 ساله. 125
جدول 17: برآورد دوره بازگشت بر اساس بزرگا.. 126
جدول 18: برآورد بزرگا بر اساس دوره بازگشت.. 126
جدول 19: دوره بازگشت بر اساس درصد خطر و عمر مفید سازه.. 128
جدول 20: آهنگ رویداد سالیانه بر اساس درصد خطر و عمر مفید سازه.. 128
جدول 21: احتمال رویداد یک زمین لرزه بر اثر جنبایی سرچشمه خطی.. 131
جدول 22: هندسه چشمه های بالقوه زمینلرزه تعین شده در گستره قم.. 134
جدول 23: مقدار طولی از چشمه های مورد نظر که در محدوده ی 150 کیلومتری قرار دارد و مساحت چشمه و همچنین نزدیک ترین فاصله ی چشمه از شهر قم. 135
جدول 24: مقدار بزرگای گسل ها.. 136
جدول 25: احتمال رویداد یک زمین لرزه بر اثر جنبایی سرچشمه خطی.. 137
جدول 26: نتایج احتمال های محاسبه شده برای شتابهای مورد نظر.. 139
جدول 27: احتمال وقوع زلزله بر مبنای دوره بازگشت و بزرگا.. 140

فصل1: کلیات و ساختار زمین

1-1- عوامل موثر در جنبش نیرومند زمین :

بصورت كلی عوامل موثر در جنبش نیرومند زمین در اثر رویداد زمین لرزه را می توان در دو بخش مورد بررسی قرار داد، این دو بخش شامل ویژگی های چشمه لرزه زا، و شرایط ژئوتكنیک لرزه ای ساختگاه سازه ها می باشد. بنابراین هریک از بخش ها و نقش آنها در جنبش نیرومند زمین باید مورد بررسی قرار گیرد تا ویژگی های جنبش نیرومند زمین در شالوده سازه ها و بهینه كردن معیارهای طراحی سازه ها در برابر زمین لرزه تخمین و در محاسبات مورد استفاده قرار گیرد .{1}

1-1-1- ویژگیهای چشمه های لرزه زا :

رویداد زمین لرزه ها در بخش پوسته زمین ناشی از نیروهای زمین ساختی است كه برپایه تئوری زمین ساخت ورقه ای از سال ١٩٦٠ مطرح گردید در این تئوری بیان می شود كه سنگ كره از تعداد زیادی بلوكها بصورت ورقه تشكیل شده است كه این ورقه ها نسبت به یكدیگر در حال حركت می باشند. مرز این بلوكها همواره با رویداد زمین لرزه های بزرگ روبرو است. معتبرترین تشریح برای علت ایجاد حركت ورقه ها برپایه تعادل ترمودینامیک مواد تشكیل دهنده زمین استوار است. بخش فوقانی گوشته در تماس با پوسته سرد می باشد، درحالیكه بخش تحتانی در تماس با هسته داغ زمین است. بدیهی است كه بایستی یک گرادیان دما در گوشته برقرار باشد.
شکل 1: نمای جانبی زمین
تئوری زمین ساخت ورقه ای حركت نسبی ورقه ها را با توجه به سه نوع مرز (ورق های فرورانشی، گسترش جانبی و گسترش انتقالی)، به سادگی توصیف و تعیین می نماید. در دیگر موارد نیز ممكن است در اثر گسترش، لبه ورقه ها شكسته و سبب تشكیل ورقه كوچك تر یا خرد ورقه محصور بین ورقه های بزرگتر شود. حركت

این مطلب را هم بخوانید :

مرجع مقالات -

 بین دو بخش از پوسته سبب انقطاع جدید یا پیشروی خطوط شكست موجود در ساختار زمین شناسی پوسته می شود كه به آن گسل می گویند. گسل ها بسته به نوع حركتشان به سه گروه اصلی دسته بندی می شوند که عبارتند از: گسلهای شیب لغز، امتداد لغز و یا تركیبی از آنها می باشد.

شکل 2: نوع حرکت گسل ها
تئوری بازگشت الاستیک بیان می كند كه وقوع زمین لرزه ها موجب آزادی تنش در امتداد بخشی از گسل می شود و تا زمانی كه تنش ها فرصت كافی برای ذخیره شدن مجدد را داشته باشند گسیختگی بعدی و یا به عبارت دیگر زمین لرزه بعدی اتفاق خواهد افتاد. از آنجائیكه زمین لرزه ها موجب رهاسازی انرژی جمع شده برروی گسل می شوند، وقوع آنها در محدوده ای كه فعالیت لرزه ای برای مدتی كم و یا اصلا اتفاق نیفتاده است محتمل تر است . با شناسایی حركات گسل در طی لرز ه خیزی گذشته و در امتداد آن می توان به نبود فعالیت لرزه ای در پاره ای از مكانهای آن پی برد.
با مطالعات لرزه زمین ساخت می توان از شكستگی ساختارهای زمین شناسی و هندسه آنها پیرامون ساختگاه سازه ها مطلع شد و نهایتا می توان مدل لرزه زمین ساختی یا درعمق برش لرزه زمین ساختی از آنها تهیه نمود و مخاطرات احتمالی گسلش زمین و یا رویداد احتمالی زمین لرزه برروی آنها را برای تخمین رویداد زمین لرزه های آتی و چگونگی ویژگیهای آنها پیش بینی نمود.
هندسه گسلها، زون خرد شده، نوع و سازوكار آنها می تواند در برآورد پتانسیل حداكثر زمین لرزه محتمل برروی آنها ما را كمك نماید و این امر در مطالعات زمین ساخت و لرزه زمین ساخت صورت می پذیرد. سن گسلها از عوامل مهم در رویداد زمین لرزه برروی آنهاست بطوریكه گسل های جوان از اهمیت بیشتری برخوردار هستند و مطالعات نو زمین ساخت می تواند كمك زیادی در كلاس بندی گسل ها از دیدگاه فعالیت لرزه ای داشته باشند.
معمولا روابط تجربی در پیوند با هندسه گسل، حداكثر توان لرزه زایی و میزان بیشینه جابجایی برروی آن وجود دارد كه تا حدودی در تخمین رویدادهای زمین لرزه ای آتی منطقه می تواند موثر واقع شود . بزرگای ز

شکل 3-7- نمودار تنش-کرنش فولاد پر مقاومت. 60
شکل 4-1- به ترتیب شتاب نگاشت مؤلفه افقی زلزله Taft ؛ شتاب نگاشت مؤلفه قائم زلزله Taft ؛ شتاب نگاشت مؤلفه افقی زلزله Elcentro ؛ شتاب نگاشت مؤلفه قائم زلزله Elcentro. 63
شکل 4-2- مدل اجزای محدود سیستم سد-پی-مخزن. 66
شکل 4-3- مقایسه نتایج تغییر مکان تئوری و نرم‌افزار Ansys سیال مخزن در سیستم سد-پی-مخزن. 66
شکل 4-4- مقایسه فشار هیدرودینامیکی مخزن و Ansys سیال مخزن در سیستم سد-پی-مخزن. 67
شکل 4-5- مقایسه تنش قائم کف سد در حالت تئوری و نرم‌افزار Ansys در سیستم سد-پی با عرض کف 50 متر. 68
شکل 4-6- مقایسه تنش قائم کف سد در حالت تئوری و نرم‌افزار Ansys در سیستم سد-پی با عرض کف 70 متر. 69
شکل 4-7- مقایسه تنش قائم در کف سد در حالت تئوری و نرم‌افزار Ansys در سیستم سد-پی-مخزن-کابل با عرض کف سد 50 متر. 69
شکل4-8- مقایسه تنش قائم در کف سد در حالت تئوری و نرم‌افزار Ansys در سیستم سد-پی-مخزن-کابل با عرض کف سد 70 متر. 70
شکل4-9- پاسخ فشار در المان پاشنه سد صلب تحت مؤلفه افقی شتاب هارمونیک. 71
شکل4-10- مقطع هندسی مدل سد Pine Flat 72
شکل4-11- مدل اجزای محدود سیستم سد-پی-مخزن Pine Flat 74
شکل4-12- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat با در نظر گرفتن پی انعطاف‌پذیر تحت شتاب نگاشت مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft 74
شکل4-13- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat به ترتیب تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Taft و تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Elcentro در شیب 78/0 m= . 76
شکل 4-14- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat به ترتیب تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Taft و تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Elcentro در شیب 7/0 m=. 77
شکل 4-15- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat به ترتیب تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Taft و تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Elcentro در شیب 65/0 m=. 78
شکل4-16- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat به ترتیب تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Taft و تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Elcentro در شیب 6/0 m=. 79
شکل4-17- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat به ترتیب تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Taft و تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Elcentro در شیب 65/0 m=. 82
شکل4-18- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat به ترتیب تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Taft و تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Elcentro در شیب 7/0 m=. 83
شکل4-19- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat به ترتیب تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Taft و تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Elcentro در شیب 65/0 m=. 84
شکل4-20- پاسخ تغییر مکان افقی تاج سد Pine Flat به ترتیب تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Taft و تحت اثر مؤلفه‌های افقی و قائم زلزله‌ Elcentro در شیب 6/0 m=. 85
شکل4-21- مقایسه میانگین تغییر مکان افقی تاج سد در شیب‌های پایین‌دست مختلف به دو روش ترکیبی و اعمال دما. 88
شکل 4-22- به ترتیب تنش قاتم در پاشنه سد تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft و تغییر مکان افقی تاج سد تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft در 7/0m=. 91
شکل 4-23- به ترتیب تنش قاتم در پاشنه سد تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft و تغییر مکان افقی تاج سد تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft در 65/0m=. 92
شکل 4-24- به ترتیب تنش قاتم در پاشنه سد تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft و تغییر مکان افقی تاج سد تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft در 6/0m=. 93
شکل 4-25- به ترتیب تنش قاتم در پاشنه سد تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft و تغییر مکان افقی تاج سد تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft در 55/0m=. 94
شکل 4-26- حداکثر تنش کششی پاشنه، در طول سد با 7/0 m= تحت مؤلفه افقی و قائم زلزله  Taft 98
شکل 4-27- حداکثر تنش کششی پاشنه، در طول سد با 65/0m= تحت مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft 98
شکل 4-28- حداکثر تنش کششی پاشنه، در طول سد با 6/0 m= تحت مؤلفه افقی و قائم زلزله  Taft 99
شکل 4-29- حداکثر تنش کششی پاشنه، در طول سد با 55/0 m= تحت مؤلفه افقی و قائم زلزله Taft 99
شکل 4-30- حداکثر تنش کششی پاشنه، در طول سد با 7/0 m= تحت مؤلفه افقی و قائم زلزله Elcentro. 100
شکل 4-31- حداکثر تنش کششی پاشنه، در طول سد با 65/0m= تحت مؤلفه افقی و قائم زلزله Elcentro. 100
شکل 4-32- حداکثر تنش کششی پاشنه، در طول سد با 6/0m= تحت مؤلفه افقی و قائم زلزله Elcentro. 101
شکل 4-33- حداکثر تنش کششی پاشنه، در طول سد با 55/0m= تحت مؤلفه افقی و قائم زلزله Elcentro. 101

فصل اول–مقدمه و کلیات تحقیق
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1-1- مقدمه
از آنجا که آب مایه‌ی حیات در زندگی بشر می‌باشد، جهت ذخیره‌سازی برای استفاده بهینه از آن روش‌های مختلفی بكار گرفته می‌شود كه ساخت سد از جمله مهم‌ترین ابزار جهت ذخیره آن بشمار می‌رود. سدها در جوامع صنعتی بناهای مهمی محسوب می‌شوند چرا که علاوه بر ذخیره آب، مصرف شرب و کشاورزی، جهت تولید انرژی نیز از آن می‌توان استفاده کرد.
در ابتدای صنعت سدسازی، سد‌ها كوچك بوده که با پیشرفت علم و تكنولوژی‌، سدها بزرگ و حجم مخزن پشت سد نیز افزایش یافته است بنابراین تخریب سدهای بزرگ در زمان زلزله می‌تواند موجب خسارات عظیمی به مناطق پایین‌دست سد شود لذا با پیشرفت علوم مهندسی در تحلیل سازه سد، سعی بر ساخت سدهایی با ابعاد بهینه، اقتصادی و ایمن شده است. از طرفی بالا رفتن عمر سدها می ­تواند موجب کاهش عملکرد مناسب آنها گردد ضمن اینکه با بالا رفتن استانداردهای ایمنی، داشتن برنامه‌های مختلف و وسیع نوسازی و مقاوم‌سازی ضرورت ارزیابی ایمنی این سازه­ها اجتناب ناپذیر می­گردد.
1-2- بیان مسئله
سدهای بتنی وزنی به دلیل ساختمان ساده، سهولت در ساخت، ایمنی، در هر ارتفاع دلخواه و در شرایط مختلف طبیعی از جمله در شرایط سخت زمستانی به طور وسیعی در دنیا مورد توجه قرار گرفته‌اند. سدهای بتنی وزنی در محل‌هایی که دارای پی مستحکم باشند، احداث می‌شوند. در سدهای بتنی وزنی عمده پایداری سد ناشی از وزن سد بوده و ممکن است درصدی از وزن آب نیز به منظور افزایش پایداری کمک گرفته شود. نام سدهای وزنی از كلمه Gravity به معنی ثقل و سنگینی گرفته شده است كه دلیل آن نیز مقاومت و پایداری این نوع سدها در برابر نیروهای اصلی مؤثر، یعنی فشار افقی آب در اثر وزن سازه می‌باشد.
امروزه با توجه به پیشرفت علوم در طراحی سازه سد و به دلیل نیاز به افزایش ارتفاع در برخی از سدها یا عدم مقاومت كافی برخی سدهای بتنی وزنی در برابر نیروهای مختلف از جمله نیروی زلزله و نیروی زیر فشار لزوم مقاوم‌سازی این سازه‌ها اجتناب‌ناپذیر می‌باشد. همچنین بسیاری از سدهای قدیمی موجود براساس ضوابط قدیمی تحلیل و طراحی گردیده‌اند که با توجه به محدودیت‌های تغییر ضوابط آیین‌نامه، ضرورت بازنگری در سدهای بتنی موجود اجتناب‌ناپذیر می‌باشد که در این میان ممکن است بعضی سدها ضوابط آیین‌نامه را اقنا ننموده و نیاز به ترمیم و یا بهسازی داشته باشند. این ترمیم و یا بهسازی می‌تواند با بهره گرفتن از کابل پس‌تنیده صورت بگیرد. تكنیک پس تنیدگی یكی از راهكارهای مقاوم‌سازی جهت كاهش زیرفشار و حذف تنش‌های كششی در سدها می‌باشد که در این‌صورت لزوم تعیین فاصله بهینه بین کابل‌های پس‌تنیده اجتناب‌ناپذیر می‌باشد.
روش‌های گوناگونی جهت تحلیل این سازه ارائه شده که به طور عمده این روش‌ها را می­توان به دو دسته تحلیلی و عددی تقسیم کرد.
در روش تحلیلی اساس حل بر روابط منطقی و دقیق می‌باشد، به‌طوری‌که با تعیین معادله حاکم بر رفتار سد و مخزن، این معادله را می‌توان با روابط ریاضی به طور مستقیم حل نمود. این روش اولین بار در سال 1933 میلادی توسط وسترگارد[1] [40] مطرح شد که با ارائه روش جرم افزوده نگاه جدیدی از درک هیدرودینامیکی وارد برسد ارائه نمود.
پس از وسترگارد ، چوپرا[2] [14] و محققین دیگر روش‌های مختلفی را جهت حل تحلیلی معادلات حاکم بر سد و مخزن ارائه نمودند، که به آن پرداخته می‌شود.
حل دقیق وسترگارد و حتی محققین بعد از آن همراه با فرض‌های ساده شونده‌ای بود، که در صورت عدم در نظر گرفتن آنها و اعمال شرایط حقیقی به ویژه در هنگام اعمال نیروی زلزله، مسئله را بسیار پیچیده و غیرقابل حل می‌نمود. با توجه به پیچیدگی روش حل تحلیلی تحت شرایط حقیقی و یا پیشرفت تکنولوژی ، محققین روش‌های عددی را جهت حل این مسئله مورد مطالعه قرار دادند. این روش‌ها با حجم عملیاتی بالا متکی بر سرعت کامپیوترها در انجام حل تکراری یک الگوریتم مشخص می‌باشند.
تحلیل سدها به روش عددی با توجه به وجود سیال به‌عنوان محیط مخزن، برخلاف سازه‌های معمول دارای پیچیدگی‌های خاصی است. روش‌های مختلفی جهت مدل ریاضی سیال ارائه شده است که می‌توان این روش‌ها را به سه گروه عمده تقسیم نمود: روش اول جرم افزوده است که در این روش سیال به‌صورت یک جرم اضافی به بدنه سد اضافه شده و همراه با سد ارتعاش می‌کند. روش دوم ، روش اویلری است که در این روش به بررسی تاریخچه زمانی متغیر یک نقطه پرداخته می‌شود. روش سوم، روش لاگرانژی است که به بررسی متغیر مشخص در نقاط دلخواه می‌پردازد.
1-3- اهداف تحقیق
هدف از این تحقیق تحلیل سدهای بتنی وزنی پس‌تنیده و بدون پس‌تنیدگی و تعیین فاصله مناسب کابل‌های پس‌تنیده با توجه به شیب پایین‌دست می‌باشد. بر این اساس با توجه به شیب پایین‌دست سد فاصله و اندازه کابل‌ها را تغییر داده تا به ازای آن حجم بتن‌ریزی و نیز طول کابل مصرفی به حداقل مقدار خود برسد.
در این تحقیق پاسخ سیستم سد-پی-مخزن در حالت پس تنیده و بدون پس‌تنیدگی با مدل‌سازی به روش اجزا محدود براساس فرمول‌بندی لاگرانژی-لاگرانژ ی سیستم سد-پی-مخزن و نیز مدل‌سازی کابل تحت اثر زلزله مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از نرم افزار Ansys که دارای قابلیت مدل‌سازی و گرافیكی

این مطلب را هم بخوانید :

پایان نامه رشته حقوق : اصل عدم مداخله

 بالائی می‌باشد جهت تحلیل دینامیکی سیستم مورد بررسی با فرض رفتار خطی مصالح استفاده و نتایج حاصل از تحلیل دینامیكی خطی سیستم در حالات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

1-4- تعریف
در این تحقیق به جهت شناخت سیستم سد-پی-مخزن-کابل، نامگذاری بخش های یک سد بتنی وزنی مطابق شکل 1-1 می باشد.
شکل1- 1- مدل سد-پی-مخزن-کابل سد بتنی وزنی پس‌تنیده
1-5- فرضیات
فرضیات مورد استفاده در این تحقیق به شرح ذیل می باشند:

• رفتار مصالح سد و مخزن اعم از بتن، آب و كابل ایزوتروپ، همگن و خطی می‌باشد.
• تغییر شکل‌ها کوچک می باشد.
• اثر زلزله بر كل سیستم سد و مخزن به‌صورت یكنواخت می‌باشد.

1-6- نوآوری‌های تحقیق

• ارائه یک مدل نرم‌افزاری ترکیبی از سد بتنی وزنی به همراه کابل‌های پس‌تنیده با صفحه فولادی.
• مدل‌سازی پس‌تنیدگی با روش اعمال دما.
• تحلیل مدل سه بعدی سد بتنی وزنی با عرض نسبتاً واقعی.
• ارائه حدود فاصله مناسب کابل‌های پس‌تنیدگی برای بهسازی و مقاوم‌سازی سدهای بتنی وزنی پس‌تنیده.

1-7- ساختار كلی پایان‌نامه:
این پایان‌نامه در پنج فصل تهیه گردیده است كه به طور خلاصه به شرح زیر می‌باشند:

• در فصل اول مقدمه‌ای بر لزوم انجام و کلیاتی از کارهای انجام شده، ارائه می‌شود.
• در فصل دوم با در نظر گرفتن شرایط مسئله، معادلات حاکم بر مسئله معرفی و سپس خلاصه‌ای از مطالعات و کارهای انجام شده توسط سایر محققین ارائه می‌شود.
• در فصل سوم فرمول‌بندی ریاضی سیستم سد-پی- مخزن با احتساب اندرکنش و روش‌های حل دستگاه معادلات دینامیکی با بهره گرفتن از روش اجزای محدود معرفی و نیز چگونگی محاسبه کابل‌های پس‌تنیدگی و مدل‌سازی آن در روش اجزا محدود در تحلیل استاتیکی و دینامیکی ارائه می‌گردد.
• در فصل چهارم ابتدا صحت مدل‌سازی کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفته و سپس نتایج تحلیل سیستم سد-پی-مخزن در حالت پس‌تنیده با قرارگیری کابل‌ها در نقاط مختلف و تغییر شیب پایین‌دست سد بررسی