حداقل عمق پوشش خاکی بر روی پلهای خاکی فولادی 50 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 50

حداقل عمق پوشش خاکی بر روی پلهای خاکی- فولادی

خلاصه: پهنای خاکی- فولادی از قابهای فولادی موجودار و انعطاف پذیر پوشانده شده درون خاک دانه ای خوب متراکم ساخته شده اند.

طراحی آنها براساس اندرکنش ترکیبی میان فشارهای خاک و جابه جایی های دیواره کانال انجام می شود. گسیختگی سازه ممکنست به سبب گسیختگی برشی یا کششی در پوشش خاکی روی کانال فولادی آغاز شود. بکارگیری ملاحظات طراحی ارائه شده در آئین نامه های مختلف، مانند آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا، در جلوگیری از برخی مشکلات مربوط به گسیختگی خاک روی پلهای خاکی- فولادی با در نظر گرفتن حداقل عمق پوشش خاکی روی تاج کانال با توجه به شکل هندسی آن، موفقیت آمیز بوده است. با این وجود، الزامات آئین نامه موجود برای حداقل عمق پوشش جهت حداکثر دهانه به طول 62/7 متر و استفاده از قابهای سخت نشده با عمق اعوجاج 51 میلیمتر، بسط داده شده اند. اثر طول دهانه های بزرگتر یا بکارگیری قابهای موجدار صلب تر، پیشتر بررسی نشده و موضوع این مقاله است. مطالعه حاضر، جهت بررسی مجدد گسیختگی های ممکن خاک به سبب بارهای زنده وارده در مرکز (یعنی بارهایی که بصورت متقارن، حدودا در وسط دهانه کانال وارد می شوند) یا بارهای زنده خارج از مرکز، از تحلیل اجزاء محدود استفاده می کند. این بررسی، مربوط به کانالهای دایروی با دهانه بزرگتر از 24/15 متر و قوسهای 3/21 متری با موجهای عمیق است. نتیجه حاصله این است که علاوه بر هندسه کانال، ابعاد واقعی دهانه نیز بایستی جهت تعیین عمق لازم برای پوشش خاکی مورد توجه قرار گیرد.

معرفی: پلهای خاکی- فولادی از قابهای فولادی موجدار و انعطاف پذیر پوشانده شده در خاک دانه ای خوب متراکم شده ساخته شده اند. این پلها با دهانه هایی به طول حداکثر 62/7 متر با استفاده از قابهای فولادی با عمق اعوجاج (موج) 51 میلی متر ساخته شده اند در حالیکه بخشهای خاصی مانند سخت کننده ها برای دهانه های بزرگ بکار رفته اند. اخیرا، موجهای عمیق تری (در قابها) به اندازه 140 میلیمتر (شکل 1) ایجاد شده و برای سازه هایی با دهانه هایی کمتر از 22 متر در استاندارد ASTM-A 796.A 796 M مورد استفاده قرار گرفته اند. (استاندارد 1999,ASTM).

طراحی پلهای خاکی- فولادی، بر اندرکنش ترکیبی میان فشارهای خاک و جابه جائیهای دیواره کانال، بنا نهاده شده است. (معیارهای) حدود طراحی و الزامات آئین نامه ای تعیین شده و به اثبات رسیده اند؛ به Abdel- sayed و همکاران (Adbel- Sayed) و همکاران، 1993) آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا (2001 , CSA- CHBDC) و مشخصات استاندارد پلهای بزرگراه منتشر شده توسط آشتو (2001, AASHTO) مراجعه شود.

یکی از معیارهای گسیختگی برای چنین سازه هایی در شرایطی که پوشش خاکی روی مجرای فولادی کافی نباشد، گسیختگی خاک بخاطر برش و / یا کشش ایجاد شده در آن می باشد. بکارگیری ملاحظات طراحی ارائه شده شده در آئین نامه های مختلف، مانند آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه (1992, OHBDC) Ontario، آشتو (آشتو، 2001) یا آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا، در جلوگیری از برخی مشکلات مربوط به گسیختگی خاک روی پلهای خاکی- فولادی با در نظر گرفتن حداقل عمق پوشش خاکی روی تاج کانال، موفقیت آمیز بوده است.

این الزامات، در اصل تجربی بوده و از آن پس، براساس تحلیل اجزاء محدود (1981, Hafez) با در نظر گرفتن شکل هندسی کانال و بارهای محوری، کامیون OHBDC جهت طراحی (شکل 2)، اصلاح شوند (1983a, Abdel- Sagal, Hafez). در نتیجه، حداقل عمق پوشش مورد نیاز (h) در دومین ویرایش از (1983,OHBDC)OHBDC، بزرگترین مقدار از بین یا با حداقل مقدار 6/0 متر بود که براساس شکل 3، D,S به ترتیب دهانه موثر و خیز (برآمدگی) کانال هستند. با وقوف به دست وپاگیر بودن الزامات فوق بخصوص در مورد کانالهای دهانه کوتاه به شکل بیضی افقی، سومین ویرایش (1992,OHBDC) OHBDC شرط پیشین را به کاهش داد.

همچنین الزامات مشابهی در آئین نامه فعلی طراحی پلهای بزرگراه کانادا مشخص شده اند (2001,CSA-CHBDC) و در حال حاضر بدون توجه به نیمرخ اعوجاج صفحه، قابل استفاده برای تمام سازه های خاکی فولادی می باشند. هر چند، بایستی به این نکته اشاره نمود که تمامی الزامات برای حداقل عمق پوشش، برای حداکثر دهانه 62/7 متری و استفاده از قابهای سخت نشده با عمق اعوجاج 51 میلیمتری ایجاد شده اند. تاثیر دهانه های بلندتر و / یا استفاده از قابهای موجدار صلب تر یا بیشتر مورد بررسی قرار نگرفته و موضوع این مقاله می باشد که به بررسی مجدد مسئله گسیختگی امکان پذیر در پوشش خاکی بعلت بار زنده واقع در مرکز یا خارج از مرکز که بر خاکریز اعمال می شود، می پردازد. در اینجا گسیختگی پوشش خاکی برای کانالهای دایروی با دهانه های کوتاهتر از 24/15 متر و قوسهای 3/21 متری دارای، قابهایی با موجهای عمیق (شکل 1) مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهدات ارائه شده مبتنی بر نتایج تحلیل اجزاء محدود انجام شده توسط Hafez در دانشگاه وینزور (1981, Hafez) (به بخش بعدی مراجعه شود) و نیز بکارگیری آئین نامه جامع و عمومی ABAQUS [نرم افزار اجزاء محدود، نسخه 1/6 (1998)، R.I. , Providence, Sorenson, Karlssen, Hibbit] و در نظر گرفتن بار کامیون مطرح شده توسط 1992, OHBDC می باشند (شکل 2).

شکل

شکل 1- انواع قابهای کانال، ابعاد به میلیمتر بیان شده اند موج استاندارد 51 میلیمتری (2 اینچی)، قاب (I)؛ (b) موج استاندارد 1400 میلیمتری، قاب (II)؛ (c) قابهای موجدار سخت شده؛ قاب (III)؛ و (d) قابهای موجدار سخت شده با پرکردگی بتنی، قاب (IV).

شکل 2- بارهای محوری کامیون OHBDC برای طراحی (1992,OHBDC)، (a) نما (b) پلان

شکل 3- تعریف و توضیح S,D برای اشکال مختلف سطح مقطع کانال، (a) دایره، (b) نیم قوس، (c) بیضی قائم، (d) بیضی افقی، (e) قوس Re-entrant و (f) قوس لوله ای

شکل 4- مدل اجزاء محدود برای کانالهای دایروی (1981, Hafez).

شکل 5- تعریف خروج از محوریت e برای موارد بارگذاری تحت بررسی، (a) در صورت اعمال یک بار محوری (b) در صورت اعمال یک بار محوری

تأثیر مسلح‌کردن با میله‌های فولادی کوتاه استخوانی شکل (BSS) را در بهبود ویژگی‌های مکانیکی بتون 31 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 47

توضیح:

در ترجمه متن پیوست موارد ذیل قابل ذکر است:

در برخی موارد به منظور رساتر نمودن مفهوم جمله و ضمن رعایت امانتداری در اصل متن برخی توضیحات داخل پرانتز آورده شده و در پایان کلمه مترجم با حرف م گذاشته شده- این موارد جزء اصل متن نیست و می‌توانید در بازنویسی آنها از حذف یا از آنها استفاده کنید.

توضیحات و تصاویر و نمودارهای با مداد روی اصل متن انجام شده است.

در ابتدای متن(Steelwires ) میله‌های فولادی و از اواسط متن مفتول‌های فولادی استفاده شده که به نظر صحیح‌تر می‌آید.

در سراسر متن اصطلاح Bone Shaped Short به صورت BSS و Conventional Straight Short به صورت CSS آمده که در ترجمه هم به همین صورت استفاده شده

استحکام و دوام بتون مسلح شده با میله‌های فولادی استخوانی شکل (Bone- Shopad)

خلاصه مطالب

در این تحقیق و مطالعه ما از طریق آزمایش تأثیر مسلح‌کردن با میله‌های فولادی کوتاه استخوانی شکل (BSS) را در بهبود ویژگی‌های مکانیکی بتون مورد ارزیابی قرار داده‌ایم.

نتایج تست‌های خمشی چهار قطعه‌‌ای آشکار ساخت که کاربرد میله‌های فولادی BSS در مسلح نمودن بتون آنرا مستحکم‌تر، بادوام‌تر، و مقاومت‌تر در برابر ترک خوردن، نسبت به بتون‌های مسلح معمولی که در آنها از میله‌های فولادی کوتاه و صاف(CSS ) استفاده گردیده می‌باشد.

میله‌های فولادی (BSS) باعث تقویت بیشتر بتون در برابر ترک خوردن از طریق هدایت این لوله‌ها( در بتون) و قفل‌شدن مکانیکی آنها در ناحیه بین انتهای کروی شکل و پهن شده و بافت ترد و شکننده بتن می‌گردد.

در نمونه‌های بتن مسلح شده با (BSS) قبل از فورپاشی نهایی ترک‌های طولی متعددی ایجاد گردید در حالیکه نمونه‌های بتون مسلح شده با (CSS ) و یا غیرمسلح، ترک خوردن در ناحیه مرکزی شروع و تا فروپاشی کامل نمونه گسترش یافت. میله‌های فولادی (BSS) بصورت پلی در ناحیه ترک عمل نموده و در نهایت تغییر شکل( دفرمه‌شدن) و فروپاشی نهایی اتفاق می‌افتد.

همچنین ترکهای ثانویه ایجاد شده در بافت قالب بتونی به صورت خطوطی از ناحیه مرکزی انتشار می‌یابد که باعث استحکام و دوام این ساختار می‌گردد. در حالیکه در مورد نمونه‌هایی که از (CSS) استفاده شده بود میله‌ها براحتی از بافت قالب( بتونی) بدون دفرمه‌شدن( تغییر شکل اساسی) خود میله‌ها و بتون اطراف میله‌ها، از بافت اصلی خارج گردیدند.

اندرکنش قاب‌های بتنی با مهاربندهای فولادی 12 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

اندرکنش قاب‌های بتنی با مهاربندهای فولادی

بنت‌الهدی سازگاران

دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

[e-mail]

دکتر حسن حاجی‌کاظمی

استاد گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده : یکی از روش‌های مقاوم‌سازی قاب‌های بتنی، استفاده از مهاربندهای فولادی است. اگرچه استفاده از این روش از سابقه نسبتا طولانی برخوردار است اما مطالعات اندکی درباره نحوه اندرکنش قاب بتنی و مهاربند فولادی انجام شده است و توصیه مشخصی درباره چگونگی استفاده از آن، برای دستیابی به بازدهی مطلوب وجود ندارد. در این مقاله با تکیه بر جنبه‌های عملی روش استفاده از مهاربند فولادی در مقاوم‌سازی قاب‌های بتنی، محدوده کارایی انواع مهاربندها مورد بررسی قرار گرفته است.

نتایج نشان می‌دهد که مهاربندهای فولادی در قاب‌های بتنی با ارتفاع متوسط و در دهانه‌های با نسبت دهانه به ارتفاع بزرگتر از 5/1 بهترین بازدهی را دارد و می‌تواند ظرفیت نیروی جانبی اعمالی به سازه را حتی تا سه برابر افزایش دهد. همچنین نشان داده شده است که مهاربند ضربدری و پس از آن مهاربند نوع هشت بهترین شکل‌های مهاربندی برای افزایش سختی جانبی سازه می‌باشند.

واژه‌های کلیدی : مقاوم‌سازی – قاب خمشی بتنی – مهاربند فولادی – تغییرمکان جانبی - برش

1 - مقدمه

اولین موارد استفاده از مهاربندهای فولادی در قاب‌های بتن‌آرمه به دهه‌های 1970 و 1980 بازمی‌گردد که سه ساختمان بتنی، یکی در ژاپن و دو دیگر در مکزیکوسیتی با مهاربندهای فولادی پیرامونی مقاوم‌سازی شدند [1]. از آن زمان این سیستم سازه‌ای مورد توجه و استفاده، به خصوص در مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی موجود، قرار گرفته ‌است. اگرچه تاکنون درباره رفتار و اثرات متقابل مهاربند فولادی و قاب بتنی تحقیقات نسبتاً زیادی انجام شده‌است، اما‌ هنوز اطلاعات کافی و شناخت مناسبی از چگونگی اندرکنش این دو سیستم سازه‌ای در دست نیست.

در این مقاله، رفتار متقابل مهاربند و قاب بتنی و نیز اثرات شکل‌ هندسی مهاربند بر کارایی این روش مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور سه سازه بتن‌آرمه پنج، ده و پانزده طبقه با پلان مشابه در نظر گرفته شده‌است. هریک از این قاب‌ها تحت اثر بارهای قائم و جانبی، با پنج شکل مختلف مهاربند فولادی طراحی شده‌ و سپس در هر مورد، رفتار قاب بتن‌آرمه به تنهایی و نیز همراه با مهاربند، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.

2 - تاریخچه تحقیقات

در سال 1990، Badoux وJirsa [2]، با نگاهی تحلیلی، به بررسی رفتار قاب‌های بتنی مهاربندی شده در هنگام اعمال بارهای جانبی به خصوص بارهای سیکلی پرداختند. در این پژوهش اثر لاغری مهاربند در مقدار انرژی جذب شده توسط قاب مورد توجه قرار گرفت و نیز نشان داده شد که کاهش سطح مقطع تیرها و تعبیه مهاربندهای فولادی در ساختمان‌های غیرنرم دارای ستون‌های ضعیف و تیرهای قوی، موجب افزایش قابل‌توجه شکل‌پذیری و قابلیت جذب انرژی قاب بتنی می‌گردد.

در سال‌های 1990 تا 1995 مقالات تحلیلی و آزمایشی مختلفی درباره این موضوع منتشر شده‌ است. در این مقالات به کارایی روش در افزایش مقاومت جانبی و شکل‌پذیری قاب و همچنین اقتصادی بودن آن پرداخته شده است. تقریبا در تمامی این موارد، از مهاربندهای نوع ضربدری به‌صورت دورن‌قابی استفاده شده ‌است. همچنین در برخی مقالات، جزئیات اتصال مهاربند به قاب و نیز استفاده از مهاربندهای میراکننده و مهاربندهای پس‌کشیده مورد توجه قرار گرفته‌است. در مقاله‌ای که در سال 1991 توسط et.al Bush [3] ارائه شد، مشخص گردیده است که تا قبل از کمانش مهاربند فشاری، بین 60 تا 70 درصد برش وارد بر قاب، توسط مهاربندها تحمل می‌شود.

در سال 1995، Maheri و Sahebi[4]، طی یک مقاله به گزارش آزمایشی بر روی قاب‌ بتنی با مهاربند ضربدری، مهاربند کششی تنها و مهاربند فشاری تنها پرداخته‌اند. در این آزمایش مشخص شده است که مهاربند کششی نسبت به مهاربند فشاری، سهم بیشتری در تحمل نیروی جانبی وارد بر قاب دارد. همچنین نشان داده‌ شده‌است که درصورت استفاده از مهاربند ضربدری، برش قابل تحمل برای قاب، یک‌ونیم برابر ظرفیت برش درصورت استفاده از مهاربند کششی یا فشاری تک است.

در 1996 Masri و Goel [5]، در مقاله‌ای نتایج آزمایشات انجام شده بر روی قاب بتن مسلح با دال قارچی و مهاربند فولادی را ارائه کرده و نشان داده‌اند که استفاده از این روش مقاوم‌سازی در کاهش تغییرمکان جانبی قاب بتنی بسیار موثر است.

تسنیمی و معصومی [1]، در سال 2000 (1379) آزمایشاتی را بر روی قاب‌های بتنی مهاربندی شده با مهاربند ضربدری انجام داده‌اند که در هر آزمایش نحوه اتصال مهاربند به قاب متفاوت بوده‌است. نتایج آزمایشات نشان داده است که جزئیات اتصال مهاربند به قاب اثر قابل‌توجهی بر رفتار لرزه‌ای قاب و کارایی این روش مقاوم‌سازی دارد.

در سال ٢٠٠١، Ghobarah و Abou Elfath [6]، رفتار غیر الاستیک یک سازه با سه سقف بتنی و مقاوم‌سازی شده با دو گزینه مهاربند ضربدری و مهاربند واگرای هشت با اتصال برشی در راس مهاربندها را، در نرم‌افزار DRAIN مدل‌سازی نموده و نشان داده‌اند که تحت اثر دوازده زلزله مهم و متفاوت، قاب مهاربندی شده واگرا رفتار غیرترد اطمینان‌بخشی دارد.

در سال 1380 (2001)، در مقاله‌ای که توسط خیرالدین [7]، در دومین همایش بین‌المللی ساختمان‌های بلند ارائه شد، رفتار خطی یک ساختمان ده طبقه بتنی با مهاربند فولادی ضربدری بررسی و نتیجه‌گیری شده‌است که درصد برش جذب شده در طبقات پایینی ساختمان توسط مهاربند ٦٠% و توسط قاب ٤٠% می‌باشد. به‌علاوه، وجود مهاربند در طبقات بالا، موجب افزایش تغییرمکان جانبی قاب خواهد شد. اما به طور کلی استفاده از مهاربند ضربدری، تغییرمکان جانبی قاب را حدود ٥٠% کاهش می‌دهد. همین محقق در مقاله دیگری، استفاده از مهاربند هشت با فاصله میانی در قاب بتن‌آرمه را مورد بررسی قرار داده است[8] و مشخص نموده است که استفاده از این مهاربندها در ساختمان ٥ طبقه، در تمامی طبقات مفید است، اما در ساختمان‌های ١٠ و ١٥ طبقه، موجب ایجاد برش منفی در طبقات بالایی و بام ساختمان می‌گردد.

در سال ٢٠٠٧، et.al Youssef [9] با انجام آزمایشاتی بر روی قاب بتنی با و بدون مهاربند ضربدری و مقایسه دو حالت، به این نتیجه رسیده‌اند که درنظر گرفتن ضریب رفتار متداول قاب خمشی بتن مسلح با شکل‌پذیری متوسط، برای قاب بتنی مقاوم شده با مهاربند فولادی کافی و مناسب است. همچنین پیش‌بینی شده است که درصورت استفاده از سیستم قاب خمشی بتنی همراه با مهاربند فولادی، وزن سازه در حدود ٣٥ درصد کاهش می‌یابد.

3 - مدل‌سازی

همان‌طور که اشاره شد، هدف این مطالعه بررسی اندرکنش قاب خمشی بتنی با مهاربندهای فولادی با شکل‌های گوناگون، در محدوده رفتار خطی مصالح می‌باشد. برای انجام این کار، سه ساختمان بتنی با تعداد طبقات ٥ ، ١٠ و ١٥ طبقه با پلان نشان داده شده در شکل(1) مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی اثر نسبت دهانه به ارتفاع، تعداد و ابعاد دهانه‌ها در جهت‌های X و Y متفاوت انتخاب شده است. در هر دو جهت شش دهانه مهاربندی شده به صورت متقارن در پلان، در نظر گرفته شده است تا بتوان از اثرات پیچش صرف‌نظر نمود.

شکل1 پلان ساختمان

آنالیز سازه به‌صورت خطی و توسط نرم‌افزار ETABS انجام می‌شود. برای مدل‌سازی، مقاومت فشاری بتن ، تنش تسلیم آرماتورهای فولادی و تنش جاری شدن فولاد مهاربندها ، درنظر گرفته شده است. طراحی اعضای قاب بتنی بر اساس آیین‌نامه ACI 318 [10]، به روش مقاومت نهایی و طراحی مهاربندهای فولادی بر اساس آیین‌نامه AISC-ASD [11] و به روش تنش مجاز انجام شده‌است.

بارهای وارد بر ساختمان در دو دسته کلی بارهای ثقلی و بارهای جانبی درنظر گرفته شده است. بارهای ثقلی شامل بار مرده اعمالی به کف‌ها معادل و بار زنده برابر است. ضریب زلزله ساختمان ١٥% منظور شده که مطابق آیین‌نامه ٢٨٠٠ [12]، ضریب زلزله یک ساختمان بتنی، با همین حدود ارتفاع، واقع در مناطق زلزله‌خیز شدید، با درجه اهمیت متوسط و ضریب رفتار ٥/٥ است. وزن ساختمان جهت اعمال نیروی زلزله با توجه به آیین‌نامه ٢٨٠٠، معادل وزن اعضا، بار مرده کل و ٢٠% بار زنده منظور شده‌است.

ستون‌های هر ساختمان از بین مقاطع تیپ؛ 30×30 ، 40×40 ، 50×50 ، 60×60 ، 70×70 ، 80×80 و 90×90 سانتی‌متر انتخاب شده و برای تیرها دو مقطع تیپ 30×30 و 35×35 سانتی‌متر در نظر گرفته شده است. از میان شکل‌های مهاربندی رایج، پنج شکل که کارایی و سختی جانبی بیشتری نسبت به سایر شکل‌ها دارند انتخاب می‌شوند (شکل 2). هریک از این پنج شکل مهاربندی برای هر سه تیپ ساختمان 5 ، 10 و 15 طبقه درنظر گرفته می‌شود که در مجموع پانزده سازه تحلیل و طراحی می‌شوند. برای طراحی مهاربندها مقاطع توخالی شامل مجموعه مقاطع استاندارد HSS و PIPE درنظر گرفته شده‌است. دلیل این انتخاب آن است که به علت تقارن مقطع، استفاده از این مقاطع برای طراحی مهاربندها مناسب و رایج است و امکان مقایسه نتایج با سایر بررسی‌های انجام شده ممکن می‌گردد و همچنین مجموعه مقاطع، گستره مناسبی از سطح مقطع و ممان اینرسی مقطع را می‌پوشانند که درنتیجه مقدار خطای طراحی کم می‌شود (تعداد 129 مقطع متفاوت در این لیست وجود دارد).

(ث) (ت) (پ) (ب) (الف)

شکل2 شکل‌های مهاربندی درنظر گرفته شده

(الف) ضربدری (X)، (ب) هشت (In.V)، (پ) هفت (V)، (ت) تک قطری زیگزاگ (Z)، (ث) لوزی (R)

روش طراحی به این صورت است که ابتدا ساختمان با تعداد طبقات مشخص، مقاطع بتنی 30×30 سانتی‌متر برای تیرها و ستون‌ها و یکی از شکل‌های مهاربندی مدل‌سازی می‌شود. سپس پروسه تحلیل – طراحی مهاربندها تکرار می‌شود تا مقاطع مهاربندها در تحلیل و طراحی یکسان شود. پس از آن، مقاطع غیرمجاز ستون‌ها و تیرها اصلاح می‌گردد و بار دیگر تحلیل و طراحی فولادی مهاربندها تکرار می‌شود. این روش تا انتخاب مقاطع مناسب هم برای مهاربندها و هم برای اعضای قاب ادامه می‌یابد. به این ترتیب ضمن آنکه مقاطع بهینه مهاربندها توسط برنامه انتخاب می‌شود، برای ستون‌ها و تیرها نیز کوچکترین مقطع تیپ ممکن اختصاص داده می‌شود. پس از انجام طراحی تمامی ساختمان‌ها، مشخص شد که در بیش از ٩٨% موارد، مقطع تیپ 30×30 سانتی‌متر برای تیرها کافی است و تنها در چند مورد از مقطع 35×35 سانتی‌متر استفاده شد. شایان ذکر است که با توجه به نتایج آزمایش ارائه شده در مرجع [9]، قاب بتنی از نوع قاب معمولی است و ضوابط مناطق زلزله‌خیز در آن رعایت نشده است.

4 - بررسی و مقایسه نتایج

4-1- بررسی سختی قاب بتنی با و بدون مهاربند فولادی

اولین و مهم‌ترین اثر وجود مهاربند در قاب بتنی، افزایش سختی قاب بتنی است اما این سوال وجود دارد که کدام‌یک از شکل‌های مهاربندی سختی جانبی بیشتری را در قاب ایجاد می‌نمایند. در ادامه، نمودار نسبت تغییرمکان هر طبقه از قاب بتنی بدون مهاربندی به قاب مهاربندی شده در دو جهت x و y، در اثر نیروی جانبی یکسان، برای هر سه تیپ ساختمان پنج ، ده و پانزده طبقه ارائه می‌شود. با بررسی نمودارهای 1 ، 2 و 3 می‌توان به این نتایج دست یافت :

- به طور کلی اضافه کردن مهاربند به قاب خمشی، موجب افزایش سختی جانبی سازه می‌شود اما با افزایش ارتفاع ساختمان، مقدار تغییر سختی کمتر می‌شود یعنی مشارکت مهاربند در تحمل بار جانبی کاهش می‌یابد.

آرماتورهای غیر فولادی در بتن 60 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 62

آرماتورهای غیر فولادی در بتن

در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP) الیاف آرامیدی (Afrp) والیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده اند. خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که  می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند. اخیراً از الیاف مختلف شبکه هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین در دیوارهای نمای بتنی ازآن استفاده می کنند. تحقیقات روی کاربرد صفحات الیافی به جای صفحات فولادی برای تقویت قطعات خمشی و تیرها و دال ها به ویژه در پل ها ادامه دارد. این صفحات با رزین های اپوکسی به نواحی کششی از خارج اتصال داده می شود. کاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده است.

بلوک های بتنی بدون ملات

مهندس محمد هادی زنجانی در مقاله ای به بررسی ویژگی های بلوک بتنی بدون ملات پرداخته اند.

وی در این مقاله می نویسد: سیستم همبندی بلوک ها ( Intralock System ) یک نوع سیستم بلوک های ساختمانی بدون ملات است که شامل شش نوع ترکیب مختلف از بلوک ها می باشد.وی در ادامه می افزاید ، هر بلوک به سه قسمت توخالی جدا از هم با جداره هایی با صخامت کم تقسیم شده است.گفتنی است این نوع بلوک های بدون ملات روی هم قرار می گیرند و قسمت توخالی مرکزی آن با دوغاب سیمان پر می شوند وبه صورت صلب بتنی در می آیند.مهندس زنجانی در ادامه خاطر نشان کرد دوغاب سیمان در میان و اطراف بلوک ها جریان یافته سبب پیوند بلوک به بلوک های کناری می گردد و همه بلوک ها و دیوارها بدون استفاده از ملات در اتصالات شبکه ای همانند شبکه تیر هاو ستونها تشکیل می دهند.شایان ذکر است دو فضای تو خالی دیگر بلوک با ایجاد کانال های هوای داخلی و خارجی در امتداد قائم و افقی سبب عایق بندی و ایجاد خاصیت ضد صدا و ضد آتش بلوک ها می گردد. همچنین وی اشاره کرد می توان لوله ها وسیم کشی درون ساختمان را از آنها عبور داد و نیز سیستم های اعلام خطر را در این بلوک ها تعبیه کرد. گفتنی است این بلوک دارای مزایای منحصر به فردی است ، از جمله می توان به سرعت ساخت ، دیوار های محکمتر و کاربرد های متنوع تر آن اشاره کرد.به دلیل اینکه در این سیستم نیازی به ریختن ملات در میان بلوک ها نیست سرعت ساخت افزایش یافته و کیفیت کار به آسانی کنترل می شود. مهندس زنجانی در ادامه افزود، فضای تو خالی میانی که به وسیله سیمان پر می شود دیوارهای سخت همانند دیوارهای بتنی ایجاد می کند. همچنین در نوعی از آنها پروفیل های فولادی را نیز می توان در فضای خالی بلوک ها جای داد و اطراف آن را با دوغاب سیمان همانند دفن فولاد بتن پر کرد.ایتراکان ،Litracon Light Transmiting Concrete ، بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبر های نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب تریت حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود 4 درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا 20متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.ساختارهای باربر هم می‌توانند از این بلوک‌ها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند.این متریال در سال 2001 توسط یک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزی» اختراع شد و به ثبت رسید. این معمار زمانیکه در سن 27 سالگی در کالج سلطنتی هنر های زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود این ایده را بیان کرد و در سال 2004 شرکت خود را با نام لایتراکان تاسیس کرد و با توجه به نیاز و تمایل جامعه امروز به استفاده از مصالح جدید ساختمانی، از سال 2006 با شرکت های بزرگ صنعتی به توافق رسیده و تولید انبوه آن به زودی آغاز خواهد شد.

• موارد کاربرد

دیوار:

به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابر این سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی « لایتراکان» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدید تر می شود. این متریال می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد و استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است. اگر نور خورشید به ساختار این دیوار می تابد قرار گیری غربی یا شرقی توصیه می شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع یا غروب با زاویه کم به فیبر های نوری برسد و شدت عبور نور بیشتر شود. بخاطر استحکام زیاد این ماده می توان از آن برای ساختن دیوار های باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مصلح کردن این متریال نیز ممکن است همچنین انواع دارای عایق حرارتی آن نیز در دست تولید است.

پوشش کف:

یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از «لایتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کفپوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند.

طراحی داخلی:

همچنین از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای روکش دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نور پردازی شده باشند و می توان از نور های رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد.

کاربرد در هنر:

بتن ترانسپارانت برای مدتها به عنوان یک آرزو برای معماران و طراحان مطرح بود و با تولید لایتراکان این آرزو به تحقق پیوست. کنتراست موجود در پشت متریال تجربه شگفت آوری را برای مدت طولانی در ذهن بیننده ایجاد می کند. در واقع با نوعی برخورد سورئالیستی محتوای درون در ارتباط با محیط پیرامون قرار می گیرد و به این ترتیب بسیاری از هنرمندان تمایل به استفاده از این متریال در کارهای خود دارند. به طور کلی با پیشرفت های تکنولوژیکی و ارائه خلاقیت طراحان و مجسمه سازان با ابزار های مختلف، پتانسیل و قابلیت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است.

• بلوکها

مصلح کردن بلوک بتنی عبور دهنده نور:

در صورت نیاز به مصلح کردن این بتن شیار هایی در داخل آن تعبیه می شوند. در حین ساختن دیوارها میلگرد ها بصورت عمودی یا افقی در این شیار ها قرار می گیرند و فیبر های اپتیکی بخاطر خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگرد ها دیده نمی شوند. از این روش بصورت موفقیت آمیزی در چند پروژه و طراحی نمایشگاه استفاده شده است.

رنگها و بافت ها:

با توجه به رنگ خاکستری متداول بتن معمولی، لایتراکان دارای رنگهای متنوعی است و بافت سطوح بیرونی آن نیز می تواند متنوع باشد، به گونه ای که بلوکهای متنوع در کنار هم قرار گیرند و یک ساختار واحد را به وجود آورند.

توزیع فیبرها:

اندازه و ترتیب فیبر ها در هر بلوکی می تواند متفاوت باشد و این ترتیب قرار گیری می تواند کاملا منظم یا کاملا ارگانیک مانند مقطع چوب باشد.

مشخصات تکنیکی:

سازه های بتنی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 26

ترمیم وتقویت سازه های بتنی توسط دیوار برشی فولادی

چکیده:

دیوار برشی فولادی برای مقاوم سازی ساختمانهای فولادی در حدود ١ ٥ سال اخیر مورد توجه خاص مهندسین سازه قرار گرفته است . ویژگیهای منحصر به فرد آن باعث جلب توجه بیشتر همگان شده است ، از ویژگیهای آن اقتصادی بودن آن ، اجرای آسان ، وزن کم نسبت به سیستمهای مشابه ، شکل پذیری زیاد ، نصب سریع ، جذب انرژی بالاو کاهش قابل ملاحظه تنش پس ماند در سازه را می توان نام برد . تمام دلایل ما را به این فکر وا داشت که استفاده از آن را درترمیم ساختمانهای بتنی مورد مطالعه قراربدهیم . چون این سیستم دارای وزن کم بوده ، به سازه بار اضافی وارد نکرده و حتی با اتصالاتش باعث تقویت تیر وستونهای اطراف خود می شود و همچنین این سیستم نیازی به تجهیزات خاص ندارد و می تواند بدون تخلیه ساختمان و تخریب اعضا سازه ای به بقیه اجزای سازه ای وصل شود . البته طراحی این سیستم در ساختمانهای بتنی بغیر از حالت ترمیمی اقتصادی به نظر نمی آید .

در این مقاله توضیحات اولیه ای از دیوار برشی فولادی جهت آشنایی بیشتر ارائه شده ، و در قسمتهای بعدی بررسی در تقویت وترمیم سازه های بتنی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت و تفاوت آن با LYP رفتار پانلهای برشی فولادی 1 سیستم بادبندی مشابه مورد توجه قرار خواهد گرفت ، و در آخر نتایج آزمایشات بررسی خواهند شد .

1- مقدمه:

برای گرفتن نیروهای جانبی زلزله و باد در ساختمانهای بلند در سالهای اخیر SSW دیوارهای برشی فولادی 2 مطرح و مورد توجه قرار گرفته است . این پدیده نوین که در جهان بسرعت رو به گسترش می باشد در ساخت ساختمانهای جدید و همچنین تقویت ساختمانهای موجود بخصوص در کشورهای زلزله خیزی همچون آمریکا و ژاپن بکار گرفته شده است . استفاده از آنها در مقایسه با قابهای ممان گیر تا حدود ٥٠ % صرفه جویی در مصرف فولاد را در ساختمانها بهمراه دارد .

دیوار های برشی فولادی از نظر اجرائی ، سیستمی بسیار ساده بوده و هیچگونه پیچیدگی خاصی در آن وجود ندارد. لذا مهندسان ، تکنسینها و کارگران فنی با دانش فنی موجود و بدون نیاز به کسب مهارت جدید می توانند آنرا اجرا نمایند . دقت انجام کار در حددقت های متعارف در اجرای سازه های فولادی بوده وبا رعایت آن ضریب اطمینان اجرائی به مراتب بالاتر از انواع سیستم های دیگر می باشد . با توجه به سادگی و امکان ساخت آن در کارخانه و نصب آن در محل ، سرعت اجرای سیستم بالا بوده واز هزینه های اجرائی تا حد بالایی کاسته می شود . سیستم از نظر سختی برشی از سخت ترین سیستم های مهاربندی که X شکل می باشد ، سخت تر بوده و باتوجه به امکان ایجاد باز شو در هر نقطه از آن ، کارائی همه سیستم های مهاربندی را از این نظر دارا می باشد.

همچین رفتار سیستم در محیط پلاستیک و میزان جذب انرژی آن نسبت به سیستم های مهار بندی بهتر است .در سیستم دیوار های برشی فولادی به علت گستردگی مصالح و اتصالات ، تعدیل تنش ها به مراتب بهتر از سیستمهای مقاوم دیگر در برابر بارهای جانبی مانند قاب ها وانواع مهاربندی که معمولأ در آنها مصالح به صورت دسته شده و اتصالات متمرکز می باشند ، صورت گرفته و رفتار سیستم بخصوص در محیط پلاستیک مناسب تر می باشد .

گزارش اولیه تحقیقات انجام شده در تابستان سال 2000 میلادی در آزمایشگاه سازه دیویس هال دانشگاه برکلی کالیفرنیا نشان می دهد ، ظرفیت دیوار های برشی فولادی برای مقابله با خطراتی مانند زلزله ، طوفان و انفجار در مقایسه با دیگر سیستم ها مثل قابهای ممان گیر ویژه حداقل ٪ ٢٥ بیشتر می باشد . در آزمایشگاههای تحقیقاتی استفاده گردیده است که ظرفیت آن حدودأ 6670 KN می باشد . آزمایشهای مذکور نشان میدهد ، دیوار برشی فولادی دارای شکل پذیری بسیار بالائی هستند . به لحاظ اهمیت موضوع بودجه این تحقیقات که به منظور دستیابی به یک سیستم مطمئن جهت ساخت ساختمانهای فدرال آمریکا برای آنکه بتوانند در مقابل خطراتی مانند زلزله ، طوفان و بمب مقاومت نمایند ، توسط بنیاد ملی علوم آمریکا و اداره خدمات عمومی آمریکا تأمین گردیده است .