مقاوم سازی تیر مرکب بتن ـ فولادبا استفاده از CFRP (پروژه تکنولوژی بتن) 19 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 29

عنوان:مقاوم سازی تیر مرکب بتن ـ فولادبا استفاده از CFRP

خلاصه: همواره استفاده از موادکمپوزیتِ پیشرفته برای احیای فرسودگیِ زیر بنا سرتاسر جهان را در بر گرفته است.تکنیک های موجود در عرف فعلی برای تقویت پل های غیر استانداردگران و وقت گیر است وبه کار ونیروی انسانی زیادی دارد.چند روش جدید از لایه های فیبرهای تقویت شده پلیمری (FRP) برای اهداف تعمیر وبازسازی استفاده کردند،که این فیبرها دارای وزن کم ومقاومت بالا هستند ودربرابر خوردگی نیز مقاوم اند.ظرفیت باربری تیر مرکب بتن ـ فولاد با استفاده از فیبرکربن تقویت شدة پلیمری (CFRP) که با چسب اپوکسی چسبانده شده اند و برای مقاومت در برابر کشش ساخته شده اند می تواند بطور قابل بهبود یابد.این مقاله نتایج مطالعه و تحقیق بر روی رفتا تیر مرکب بتن وفولاد که با ورق های CFRP تقویت شده است در زیر بارهای استاتیکی را ارائه می دهد.جمعاً سه اندازة بزرگ تیر مرکب که از تیرهای فولادی با سایز13.6 ×W355 - A36 ودالی بتنی به ضخامت 75mmو عرض910mm ساخته شدو مورد آزمایش قرار گرفت.ضخامت ورق های CFRP ثابت بود ولی تعداد آنها در هر نمونه بصورت یک،سه وپنج لایه بود.نتایج آزمایش نشان داد که ورق های CFRP چسبانده شده با اپوکسی ظرفیت باربری نهایی تیر مرکب را افزایش می دهد و رفتار آن را می توان تا حد قابل قبولی با روش های سنتی محاسبه پیش بینی کرد.

معرفی

در طی35 سال گذشته انجمن راه و حمل و نقل آمریکا(AASHTO) و وزارت راه و ترابری دولت فدرال(FHWA) برنامه هایشان را برای ارزیابی پل ها در هر شش ماه یکبار ارتقا داده اند معلوم شد که یک سوم پل های بزرگ راه های ایالات متحده که مورد بررسی قرار گرفته بودند غیر استاندارد هستند. براساس آخرین اطلاعات و آمار مرکزملی فهرست پل ها (NBI) تعداد پل های بزرگ راه ها که عملاً منسوخ

شده‌اند بیش از 81000 است.

بیش از 43 درصد این پل ها از فولاد ساخته شده اند.پل های فولادی جزء گروهی بودند که در گزارش NBI بیشترین تأکید در بازسازی آن ها گوشزد شده بود. زنگ زدگی، نقص در نگه داری مناسب و خستگی جزئیات آسیب پذیر مشکلات عمده در پل های فولادی بود.همچنین تعداد زیادی از این پل ها برای تحمل بار عبور مرور بیشتر نیاز به ارتقا و احیا خواهد داشت.در گزارشات NBI همواره قید شده است که تعمیر ونوسازی احیاء به صرفه تر از ساخت دوباره یک پل جدید است.هزینة بازسازی وتعمیردراکثرمواردخیلی ارزان ترازدوباره ساختن است همچنین به وقت کمتری نیزنیازدارد.درنتیجه مدت کمتری خدمات شهری دچار اختلال می شود.با توجه به منابع محدود برای کاستن از مشکلات مربوط به پل های فولادی نیاز به مواد جدید و نو و روش های مقرون به صرفه بدیهی است .

برتری خواص فیزیکی و مکانیکی FRPها آن ها را به موارد خوبی برای تعمیر و بازسازی سازه ها بدل کرده است.FRP ها از نخ هایی با مقاومت بالا ساخته شده اند؛(با مقاومت کششی بیش از 2گیگا پاسکال)مثل شیشه،کربن کولار (نوعی فیبرصند گلوله) که در شبکه از رزین گذاشته شده است. کمپوزیت های شیشه(فایبر گلاس) به آسانی در دسترس هستند و واقعاً هم ارزان هستند.آنها در مصالح ساختمانی از جمله بتن به کار رفته اند ولی ضریب کششی کم این کمپوزیت ها آن ها را برای تقویت وتعمیر سازه های فولادی بلا استفاده کرده است در حالی که CFRP ها خواص میکانیکی قابل ملاحظه ای از خود نشان می دهند به طوری که مقاومت کششی آن 1200مگا پاسکال ومدول الاستیسیتة آن ها بیش از 140گیگا پاسکال است.همچنین ورق های CFRP کمتر از یک پنجم فولاد وزن دارد و در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم اند.

لایه های CFRP با ضریب مدول کششی بالا که بوسیله اپوکسی چسبانده شده اند می توانند در برابر تنش های کششی یک عضو کششی مقاومت کنند و سختی تیر سراسری را افزایش دهند.با اضافه کردن لایه های CFRP به عضو کششی تنش در آن کاهش خواهد یافت و به همین ترتیب مدت زمان تسلیم عضو نیز بهبود خواهد یافت.در طول یک دهه اخیر پژوهش های زیادی بر روی تعمیر و بازسازی تیرهای بتنی بوسیله FRP ها که اپوکسی بهم چسبانده شده اند صورت گرفته است ولی پژوهش های اندکی در مورد استفاده از این مواد برای تقویت تیرهای فولادی و تعمیرشان به وسیله این مواد انجام شده است.

این مقاله تأثیر CFRP های چسبانده شده با اپوکسی را در تنش موجود در بال تیر آهن به کار رفته در یک تیر مرکب بتن ـ فولادو همچنین بهبود ظرفیت باربری وسختی آن را مورد بررسی قرار می دهد.

کارهای قبلی

سقف های تیر چه بلوک 14 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

سقف تیرچه بلوک

سقف تیرچه بلوک دال یک طرفه ای است که برای کاهش بار مرده از بلوکهای تو خالی سفالی یا بتونی برای پر کردن حجم سقف استفاده می شود.

سقف تیرچه بلوک تشکیل شده است :

تیرچه هایی که در فواصل مشخص ( معمولاً محور به محور دارای فاصله 50 سانتیمتر است) به موازات یکدیگر روی تیر های باربرقرار می گیرند ./

بلوکهای توخالی که با توجه به شکل خاص خود بین تیرچه ها قرار داده می شوند . (بلوکهاپر کننده فاصله تیرچه ها بوده حجم زیادی از سقف را اشغال می کنند .

3-بتونی که فضای بین بلوکها را پر کرده و روی سفالها قشری به ضخامت10-5 سانتی متر تشکیل می دهد . در دهانه های بزرگ ،تیرچه ها را در وسط دهانه ،و یا در فواصل2/1 از طول تیرچه با ایجاد کلافهای عرضی به یکدیگر می بندند .

ارتفاع کل سقف تیرچه و بلوک ،از سطح زیر فوندوله ( آجر ناودانی شکل سفالی که در انتهای تیرچه سفالی قرار دارد ،) تا بالای قشر بتون سقف از 20تا40 سانتی متر با افزایش 5 سانتی متر متغیر است ، و برای هر ارتفاعی بلوک خاصی با ارتفاع ویژه مصرف می شود.

ضوابط و آئین نامه ACI در مورد سقفهای تیرچه بلوک :

فاصله آزاد محور به محور تیرچه ها نباید از 75 سانتی متر تجاوز کند .

حداقل عرض جان تیرچه مساوی 10 سانتی متر است و نسبت ار تفاع به عرض جان تیرچه نباید از 5/2 تجاوز کند.

3-ضخامت قشر بتون روی بلوک ها نباید از 5 سانتی متر یا 12/1 فاصله خالص تیرچه ها کمتر باشد .

4-تنش برشی قابل حمل را می توان 10% بزرگتر ازVc معمول ( استاندارد ) برای تیرها در نظر گرفت .

آئین نامه شماره 82 سازمان برنامه و بودجه ،ضوابطی ویژه برای اجرای صحیح تیرچه و بلوک ارائه کرده است .

محاسن و معایب سقفهای تیرچه و بلوک :

الف : محاسن

سبکی سقف نسبت به سقفهای مشابه ،

مقاومت مطلوب در مقابل نیروهای باد و زلزله ،

3-دوام خوب آن در مقابل آتش سوزی

4-عایق بودن در مقابل صوت ،حرارت و رطوبت

5- همواره بودن سطح زیرسقف وسطح روی آن بعدازاتمام عملیات اجرای سقف،

ب: معایب

طولانی بودن زمان اجرا نسبت به سقفهای طاق ضربی .

2-اجرای آن احتیاج به نیروهای متخصص دارد ،

3-عدم کاربردی در دهانه های بزرگ

ارتفاع بلوک با توجه به ارتفاع تیرچه ها:

باتوجه به متغیر بودن ضخامت سقفها از 40-25 سانتی متر ،ار تفاع بلوکها سیمانی و یا سفالی می تواند از 30-15 سانتی متر متغیر باشد . ( در اجرا ،بلوکهای با ارتفاع کمتر از 18 سانتی متر استفاده نمی شود .) و ارتفاع بتون ریزی متوسط روی تیرچه ها و بلوک های توخالی 10-7 سانتی متر است ،ارتفاع بلوک برای سقفهای با ضخامت های مختلف متغیر است . به طور مثال :

برای سقف هایی با ضخامت 25 سانتی متر ارتفاع بلوک 18 سانتی متر

برای سقف هایی با ضخامت 30 سانتی متر ارتفاع بلوک 22 سانتی متر

برای سقف هایی با ضخامت 35 سانتی متر ارتفاع بلوک 26 سانتی متر

برای سقف هایی با ضخامت 40 سانتی متر ارتفاع بلوک 30 سانتی متر

حداقل پوشش بتونی به علت وجود میلگرد های حرارتی 7 سانتی متر و در دهانه های بزرگتر ،با توجه به آنکه میلگرد ها دریک شبکه قرار می گیرند ،بین 12-10 سانتی متر خواهد بود .

میلگرد حرارتی و افت :

به علت پدیده افت و کاهش درجه حرارت ،بتون تمایل به انقباض دارد ( کم شدن حجم یا طول ) به علت یکپارچگی دال با تیرهای تکیه گاهی این پدیده باعث ایجاد تنشهای کششی و در نتیجه ایجاد تنش در دال می شود . با توزیع میلگردهای کافی باید این تنش در تمام طول و عرض دال توزیع شود تا ترک ایجاد شده نتواند کاهشی در مقاوت دال ایجاد کند همچنین وجود میلگرد ها باعث جلوگیری از پدیده آمدن ترکها عمیق در سطح بتون می شود . میلگردهای حرارتی و افت به طور عمده در دالهای یکطرفه که دارای میلگردهای اصلی در یک جهت هشتند ،کاربر دارد . در دالهای دو طرفه که سازه در هر دو جهت مسلح می شود ،لزومی به استفاده از میلگرد حرارتی وجود ندارد در دالهای با ضخامت کم ،میلگرد حرارتی و افت در یک لایه عمود بر میلگرد های اصلی قرار می گیرد و در ضخامت های بالاتر میلگرد حرارتی و افت در سه لایه قرار داده می شود.

میلگرد های ممان منفی در سقفهای تیرچه بلوکی :

این میلگرد ها بطور عمده در نزدیکی تکیه گتاهها وجود دارد و در موارد خاص در محل تعبیه سوراخها در سقف ،یا حالتی که سقف تیرچه بلوک به صورت کنسولی یا طرهای مورد استفاده قرار می گیرد کاربرد دارد . حداکثر فاصله میلگرد های ممان منفی 25 سانتی متر است و می تواند به صورت اتصال ساده یا با سیم یا به صورت شبکه های جوش شده استفاده شود . تنش برشی را می توان تا 10% بزرگتر از تنش برشی معمولی در نظر گرفت . وجود خرپا تیرچه با عث بالا بردن مقاومت برشی می شود .در نزدیکی تیکه گاهها همیشه نصف میلگرد مثبت را باید به بالا خم کنیم .

محاسبه و طراحی تیرچه و بلوک

برای محاسبه و طراحی سقف تیرچه و بلوک ، دو روش وجود دارد که روش اول محاسبة دستی و روش دوم روش جدول میباشد که برای روش اول یک مثال و روش دوم یک نمونه جدول در صفحات بعد آورده شده است:

مطلوب است محاسبة میلگردهای کششی و برشی سقف تیرچه و بلوک ( برای طبقة مسکونی) با مشخصات:

طول دهانة آزاد ( تو در تو) 5 متر و نوع تکیه گاه آجری ، فاصلة محور به محور تیرهای T ، 60 سانتیمر ، عرض جان تیر ، 12 سانتیمتر، میلگردهای کششی از فولاد نوع III ( تنش مجاز2400 ) ، میلگردهای عرضی از فولاد نوع III ، بتن پوششی از نوع بتن 250 ( حداقل 300 کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن) و به ضخامت 5 سانتیمتر ، نوع تیغه بندی از نوع سبک بوده و بار گستردة معادل آن 100 کیلوگرم بر متر مربع فرض می شود ، وزن فرش و نازک کاری 100.

الف)تعیین ضخامت سقف:

برای جلوگیری از خیز غیر مجاز لازم است که نسبت دهانة آزاد به ضخامت سقف ، کمتر از 20 باشد،یعنی:

ضخامت سقف

ضخامت سقف برابر 25 سانتیمتر در نظر گرفته می شود. بنابراین،بلوک مورد استفاده در این سقف باید 20 سانتیمتر ارتفاع داشته باشد. ابعاد بلوک بتنی انتخابی و وزن آن 5/12 کیلوگرم است.

خمش تیر 10 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

آزمایش: خمش تیر

1-هدف:بررسی تئوریهای خمش تیر

2-مقدمه:

دستگاه خمش تیر (شکل 1) دارای قابلیتهای زیاد می باشد و آزمایشهایی که در ارتباط با خمش تیرها باشد را می توان با آن انجام داد. با استفاده از این دستگاه می توان مدول الاستیسیته و خیر تیرها یا تکیه گاههای ساده و گیردار تحت بار گذاریهای مختلف را بدست آورد، دستگاه تشکیل شده از دو عدد لودسل برای نمایش نیرو، تکیه گاه گیردار و ساعت اندازه گیر که مقدار خیر تیرها را نمایش می دهد جنس نمونه های آزمایش فولادی، آلومینیومی و برنجی می باشد که دانشجویان باید ابعاد آنها را اندازه گیری نمایند.

3-تئوری:

در تئوری خمش تیر یک تیر می توان نشان داد که لنگر خمش و سختی خمش (EI) یک تیر با مشتق دوم خیز نسبت به x صورت مرتبط هستند.

(1)

معادله(1)، یک معادله دیفرانسیل خطی مرتبه دوم بوده و معادله دیفرانسیلی حاکم بر منحنی الاستیک اگر مقدار سختی خمش ثابت باشد، می توانیم رابطه (1) را به صورت زیر نوشت:

(2)

این معادله، ثابت انتگرال گیری است. با نمایش دادن زاویه بین خط مماس Q بر منحنی الاستیک و خط افقی Q(x)(برحسب رادیان)، و با در نظر گرفتن اینکه این زاویه خیلی کوچک است، خواهیم داشت:

بنابراین، معادله (2) را به شکل دیگر نیز نوشت:

(2)

با انتگرال گیری از دو طرف، معادله (2) بر حسب X، خواهیم داشت:

(3)

مقادیر ، ثابتهای انتگرال هستند که با استفاده از شرایط مرزی یا از شرایط موجود در تکیه گاههای تیر تعیین می شوند، اگر مقادیر ، معلوم شوند می توانیم از معادله(3) مقدار خیز در هر نقطه از تیر از معادله (2) یا (3) مقدار شیب را بدست آورد.

4-بررسی تغییرات خیر تیرها با تکیه گاههای ساده

4-1-تئوری:

با توجه به تئوریهایی که قبلاً گفته شد می توان خیز تیرهای که روی دو عدد لودسل(تکیه گاه ساده) قرار گرفته اند را بدست آورد. لذا خیز تیری که مطابق شکل (2) بار گذاری شده باربر است با:

:خیز وسط تیر

:نیروی اعمال شده

L:فاصله بین دو تا تکیه

:سختی خمش

تیر ورق و طراحی آن 30 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 30

گردآورنده:علی مهدوی

استاد راهنما:آقای مهندس ایرانیخواه

مربوط به درس: سازه های فولادی

دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان

بهار86

فهرست

مقدمه.................................................................................................3

اصول و کلیات طراحی......................................................................7

کمانش جانبی پیچشی در تیرورقها.................................................9

کمانش موضعی بال فشاری..............................................................14

اتصال ورق تقویتی به جان و بال تیر ورق.......................................17

ارتفاع بهینه تیر ورق......................................................................20

نکات ضروری برای طراحی تیر ورق ها..........................................25

مسائل نمونه....................................................................................28

منابع و مآخذ...................................................................................35

مقدمه

تیرورقها،اعضای خمشی هستند که برای ساخت آنها از ترکیب مناسب ورقهای فولادی استفاده می شود.در مواردی که نیمرخهای نوردشده موجود قادر به تحمل بارهای وارده بر عضو خمشی نباشند،استفاده از تیرهای ساخته شده از ورق (تیرورقها)اجتناب ناپذیر خواهد بود.در صورتی که مقدار لنگر خمشی به اندازه ای باشد که نتوان توسط نیمرخ های نورد شده جوابگوی نیروها و لنگرهای خمشی وارده بود،بایستی از تیر ورق ها استفاده کرد.البته روش های دیگری نیز وجود دارد که زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرند.ضمن رعایت اصول وضوابط طراحی این گونه تیرها با استفاده از ورق های فولادی می توان تیرهایی به عنوان اعضای خمشی طراحی واجرا کرد که علاوه بر دارا بودن عملکرد مناسب وبهینه در مقابل بارهای وارده،از نظراقتصادی نیز در مقایسه با تیرهای دارای نیمرخهای نورد شده با صرفه تر باشند. تیرورق ها به عنوان اعضای اصلی در ساخت پلها و روگذرها با دهانه های نسبتا بزرگ،حمال های اصلی سازه های ساختمان های

تیر سوال 27 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 27

-تیرها-

3.7- انواع مختلف بارگذاری و تکیه گاه

عضوی از سازه را که برای تحمل بارهای وارد بر نقاط مختلف در امتداد طولش طراحی شده باشد، تیر می نامند. به عبارتی تیرها معمولاً عضوهای بلند، مستقیم و منشوری اند و برای نگهداری بارهای وارده بر نقاط مختلف در طول عضو، طراحی می شوند.

بارها به محور تیر عمودند و فقط نیروهای برشی و خمشی به آن وارد می کنند. اما اگر بارها به تیر عمود نباشند، نیروهای محوری هم ایجاد می کنند. طراحی هر تیر برای بیشترین مقاومت در برابر بارهای وارده یک فرایند دو مرحله ای است:

الف) تعیین نیروهای برشی و گشتاورهای خمشی ناشی از بارها.

ب) انتخاب مناسبترین سطح مقطع برای مقاومت در برابر نیروهای برشی و گشتاورهای خمشی.

هر تیر ممکن است در معرض بارهای متمرکز (p) و یا در معرض بار گسترده (، یا تحت تأثیر ترکیبی از این دو قرار گیرد.

بارگسترده: بار واحد طول را بار گسترده گفته که می تواند به اشکال هندسی مختلف وجود داشته باشد که بار معادل آن برابر است با سطح شکل بار گسترده و محل اعمال این بار معادل در مرکز هندسی شکل میباشد.

*فاصله بین تکیه گاهها L)) را دهانه می نامند.

4.7- برش و گشتاور خمشی در تیر

نیروی برشی را با v)) و گشتاور خمشی را با M)) نشان می دهیم. برای محاسبه نیروی برشی و گشتاور خمشی در هر نقطه از تیر می بایستی اول کل تیر را به عنوان جسم آزاد اختیار کنیم، پس از محاسبۀ عکس العمل های تکیه گاهی و همچنین محاسبۀ بار متمرکز معادل به جای بار گسترده(در صورت وجود) در مقاطعی از تیر که به دلخواه برش زده ایم به محاسبۀ نیروهای برشی و گشتاورهای خمشی می پردازیم.

نیروهای داخلی در مقطع

(برش و گشتاور خمشی مثبت)

* لازم به ذکر است که این جهت ها به صورت قراردادی می باشد و در صورت بدست آمدن مقادیر منفی جهت آنها تغییر خواهند کرد.

5.7- نمودارهای برش و گشتاور خمشی

با مشخص کردن نیروهای برشی و گشتاور خمشی می توانیم مقادیر آنها را در هر نقطه از تیر با رسم این مقادیر به صورت تابعی از x از یک سر تیر به آسانی نشان دهیم. این نمودارها به ترتیب نمودار برش و نمودار گشتاور خمشی نامیده می شوند. برای رسم نمودار تغییرات نیروی برشی و گشتاور خمشی می بایستی پس از تعیین واکنشهای تکیه گاهی، تیر را در فواصلی که نیروهای وارده تغییر می کنند برش زده و به کمک معادلات تعادل، معادلات نیروی برشی و گشتاور خمشی مقاطع بدست می آید. با توجه به معادلات بدست آمده نمودارهای آنها رسم می شود. توجه شود که نمودار گشتاور خمشی نسبت به نیروی برشی یک درجه بالاتر و همچنین نیروی برشی نسبت به بار گسترده یک درجه بالاتر می باشد.

وقتی تیری فقط تحت تأثیر بارهای متمرکز قرار گیرد:

الف) نمودار برش متشکل از پاره خط های افقی است.

ب) نمودار گشتاور خمشی متشکل از پاره خط های مایل است.

برای تیری که بارهای گستردۀ یکنواخت را تحمل می کند:

الف) نمودار برش متشکل از یک پاره خط مایل است.

ب) نمودار گشتاور خمشی متشکل از قوسی از سهمی است.

برای تیر با بارگذاری پیچیده تر لازم است که نمودار جسم آزاد بخشی از تیر به طول دلخواهx را در نظر بگیریم وv و M را بر حسب توابعی از x تعیین نماییم. ممکن است که مجبور شویم این روش را چند بار تکرار کنیم.

و در نهایت وقتی کوپلی بر یک تیر وارد می شود، برش در دو طرف نقطه اعمال کوپل مقدار یکسانی دارد، اما نمودار گشتاور خمشی در آن نقطه ناپیوستگی خواهد داشت و به اندازۀ بزرگی کوپل، بالا یا پایین خواهد رفت. توجه داشته باشید که کوپل می تواند یا مستقیماً به تیر وارد شود و یا در نتیجه اعمال بار بر یک عضو خمیده که محکم به تیر متصل شده پدید بیاید.

6.7- روابط میان بار، برش و گشتاور خمشی

اگر تیری حامل بیش از دو یا سه بار متمرکز یا حامل بارهای گسترده باشد، می توان با استفاده از رابطه های موجود میان بار، برش و گشتاور خمشی، رسم نمودار برش و بخصوص رسم نمودار گشتاور خمشی را انجام داد. این روابط عبارتند از:

*لازم به ذکر می باشد که روابط فوق در شرایط مختص به خود قابل استفاده می باشد و در تمام موارد نمی توان از آنها استفاده کرد.

29.7-(الف)نمودارهای برش و گشتاور خمشی را برای تیر و بارگذاری نشان داده شده رسم کنید، (ب) حداکثر قدرمطلقهای برش و گشتاور خمشی را تعیین کنید.

حل:

نمودار جسم آزاد تیر:

(الف)به علت تقارن:

↑+

در امتداد:AB