تحقیق در مورد خاک مسلح

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 10 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

عنوان

روش بهسازی خاک مسلح

استاد مربوطه:

دکتر خسروی

تهیه کننده:

سودابه شه بخش

خاک مسلح عبارت است از مجموعه خاک و جوشنها که به صورت نوارهای افقی در خاک قرار می‌گیرند و پوسته‌ای که می‌تواند بتنی یا فلزی باشد و نمای خاک مسلح را تشکیل ‌دهد.

خاک مسلح اساساً از خاک و جوشنهای فلزی تشکیل می‌شود. در غالب موارد جوشنها که نوارهای فلزی هستند به طور افقی قرار می‌گیرند و کشش قابل ملاحظه‌ای را تحمل می‌کنند.

خاک مسلح نظیر بتن مسلح خواص مکانیکی خاک را در جهتی که این خاک بیشتر در معرض نیروها قرار گرفته بهبود می‌بخشد.

کاربردها:

پایه پلها

دیواره بزرگراهها و جاده‌ها

سازه‌های خطوط راه‌آهن

سازه‌های صنعتی

کانال‌های آب و آبراهها

سازه‌های حفاظتی

دیوارهای مناطق کوهستانی

ژئوسنتتیک‌ها

از جمله موثرترین مواد برای بهسازی خاک می‌باشند. ژئوسنتتیک‌ها شامل ژئوتکستایل‌ها، ژئونت‌ها، ژئوگریدها، ژئوکمپوزیتها، ژئوپایپها و ژئوفوم‌ها می‌باشند که غالباً در ترکیب با مواد معمولی استفاده می‌گردند و استفاده از آنها به سرعت در تمام زمینه‌های مهندسی مثل هیدرولیک، دریا، محیط‌زیست، خاک و پی، راه و سازه گسترش یافته است.

کاربردها:

جداسازی

زهکشی

-فیلتر

- کنترل فرسایش

- محافظت و تقویت بستر

- تسلیح خاک

ریزشمع

ریزشمع ها، شمع هایی با قطر کوچک (حداکثر 300 میلی متر) و ظرفیت تحمل بارهای سنگین می‌باشند که می توانند در هر گونه بستری که نیاز به تقویت داشته باشند به کار روند. اجرای ریز شمع ها به دلیل قابلیت مانور، اجرای آسان، عدم ایجاد لرزش و سر و صدای زیاد، در مناطق شهری و هم چنین در مواردی که فضای دسترسی محدود می‌باشد گسترش فراوانی داشته است. کاربردها:

مسلح سازی خاک و افزایش ظرفیت باربری

تعمیر و جایگزینی و بالابردن ظرفیت پی های موجود

بهسازی لرزه ای: در بسیاری از پروژه ها مخصوصاً برای پایه پلها از ریزشمع برای بهبود وضعیت پل در برابر زلزله نیز استفاده گشته است.

تحکیم و پایداری شیروانی و خاکریزها

تامین ظرفیت پی سازه های جدید، پی ماشین‌ها و کف‌های صنعتی

کاهش نشست با انتقال بار به لایه‌های پایین‌تر

میخ‌کوبی

میخ کوبی خاک یکی از روش های تسلیح بر جای خاک، پایدارسازی و مهار دیواره های حفاری و ترانشه ها می‌باشد. در این روش عناصر مسلح کننده با قطر کم و با فواصل نسبتاً کم از یکدیگر داخل بدنه خاک شده و به عبارتی خاک را مسلح می کند.

مطالعه عددی دربایه تقویت لرزه‌ای ستون های بتن مسلح پل با استفاده از جاکت‌های فولادی سخت شده موضعی 17 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

مطالعه عددی دربایه تقویت لرزه‌ای ستون های بتن مسلح پل با استفاده از جاکت‌های فولادی سخت شده موضعی

حسین افشین

کریم عابدی

محمدرضا نوری شیرازی

چکیده:

با توجه به وقوع زلزله های مختلف و بروز آثار مخرب بر جا مانده از آن در تمامی زمینه‌ها و با توجه به اینکه کشور ایران در ناحیه لرزه‌خیز قرار دارد، لزوم ترمیم و تقویت سازه ها با توجه به هزینه های سنگین ساخت مجدد سازه و توقف بهره‌برداری از آن، امر ضروری به نظر می‌رسد. در تحقیق حاضر، مقاوم‌سازی ستون بتن مسلح پل با استفاده از جاکتهای فولادی مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای مطالعه عددی، از نرم‌افزار المان محدود ANSYS استفاده شده است. در ابتدا جهت تایید صحت مدلسازی، نتایج به دست امده از تحلیل‌ها در نرم‌افزار ANSYS با نتایج حاصله از یک کار تجربی انجام شده در دانشگاه ملی تایوان مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه سه ستون بتن مسلح با نسبت لاغرهای مختلف، تحت اثر بار محوری ثابت و جابجایی های رفت و برگشتی قرار گرفتند. از ستون با نسبت لاغری 5 و جهت رفع نقص آنها از جاکت فولادی تنها، جاکت فولادی سخت شده با استفاده از ورق‌های ضخیم و المان های سخت کننده مستطیل شکل استفاده شده است و نتایج حاصل از آن، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل ها نشان می دهد که استفاده از سخت کننده ها جهت تقویت جاکت های فولادی با مقطع مستطیل شکل، باعث افزایش شکل‌پذیری و افزایش مقاومت خمشی شده و ستون تقویت شده می تواند سیکل های بیشتری از جابجایی رفت و برگشتی را بدون افت در ظرفیت باربری تحمل نماید.

کلیدواژه‌ها: مقوم‌سازی لرزه‌ای، ستون‌های بتن مسلح پل، جاکت های فولادی سخت شده موضعی، روش المان محدود.

مقدمه:

ستون ها به عنوان اعضای مهم بحرانی در سازه پل‌ها هستند که ایجاد خرابی حتی در یک ستون می تواند به خرابی کلی یا جزئی در انها منجر شود [1]. بر اساس تحقیقات و مطالعه گسترده برای تقویت سازه ها در برابر زلزله، روشهای مختلف مقاوم‌سازی توسعه یافته است که روش استفاده از جاکت های فولادی به عنوان یکی از روشهای موثر و متداول در زمینه مقاوم سازی پل‌ها مطرح می‌باشد. این روش نسبت به روش‌های دیگر تقویت از جمله استفاده از مواد کامپوزیتی FRP و ... دارای سابقه کاربرد بیشتری است. با توجه به هزینه بالای خرید مواد کامپوزیتی و اینکه در کشور ایران تولید فولاد انبوه بوده و هزینه تهیه آن نسبت به مواد کامپوزیت ارزان‌تر است، استفاده از این روش جهت مقاوم‌سازی سازه پل و ستون‌های بتن مسلح آن، تا حدودی جنبه اقتصادی را اقنا می کند. [2]

به طور معمول، خرابی در ستون‌ها و پایه ها بر دو نوع خرابی خمشی و برشی است. خرابی خمشی ستون‌ها ناشی از مقاومت خمشی ناکافی و یا فقدان ظرفیت شکل‌پذیری خمشی بوده و اساسا در ستون بتن مسلح پل با ارماتورهای طولی پیوسته در نواحی مستعد تشکیل مفصل پلاستیک، رخ می دهد. در شکل 1 نمونه‌ای از خرابی در قسمت تحتانی ستون پل به علت شکل‌پذیری خمشی ناکافی پس از زلزله کوبه ژاپن در 1995 دیده می‌شود [3].

خرابی برشی در ستون‌ها، به طور طبیعی تردو شکننده است و منجر به کاهش سریع مقاومت جانبی در ستون ها‌ی پل می‌شود و یکی از مهمترین دلایلی است که باعث خرابی سازه تحت اثر بارهای زلزله شده است [3].

شکل 1- خرابی خمشی

شکل 2- خرابی برشی و انتقال ناحیه مفصل پلاستیک، زلزله NORTHRIDGE، 1994.

استفاده از جاکتهای فولادی سخت شده موضعی

عملکرد ضعیف جاکتهای فولادی با مقطع مستطیل شکل در محصور کردن بتن هسته ستون و تورم خارج از صفحه این نوع از جاکتها و از طرفی مزیت آنها از لحاظ معماری و عدم تداخل در ترافیک شهری، از جمله دلایلی است که سبب شده است تا محققین مختلف روش‌هایی را برای بهبود عملکرد این گونه از جاکتها پیشنهاد دهند. در شکل 3، شماتیکی از ایجاد تورم خارج از صفحه در جاکت فولادی یا مقطع مستطیل شکل دیده می‌شود.

شکل 3- تورم جاکت فولادی مستطیل شکل.

2-1- تشریح روش

در این روش، المانهای سخت‌کننده بر روی جاکت فولادی مستطیل شکل صاف جوش داده می‌شوند. برای جلوگیری از تورم جاکت و حفظ مقاومت و شکل پذیری آن، از سخت‌کننده‌های تقویتی عرضی در طول ناحیه مستعد تشکیل مفصل پلاستیک می‌شود. شکل مقطع المانهای سخت کننده می تواند به صورت نبشی، پروفیل‌های قوطی ورقهای ضخیم و ... باشد. [5].

2-2- ضوابط طراحی

ضرابط طراحی جاکتهای فولادی بر مینای عملکرد مورد انتظار از استراتژی مقاوم‌یازی دارد که از شیوه‌های دقیق ارزیابی از سازه آسیب دیده بدست می آید و شامل بهبود شکل پذیری خمشی، بهبود تمامیت ناحیه وصله آرماتورها یا بهبود مقاومت برشی در عضو تقویت شده می باشد. [6].

2-2-1- طول ناحیه مفصل پلاستیک

بر طبق تحقیقات Priestly و Park در 1987، طول مفصل پلاستیک Lp برای یک ستون بتن مسلح تقویت شده بوسیله جاکتهای فولادی از رابطه تقریبی زیر بدست می‌آید:

که در ان g اندازه شیار، fy تنش تسلیم فولاد تقویتی عرضی و dbl قطر میلگردهای طولی است. [3]

2-2-2- مساحت مورد نیاز برای تقویت عرضی

بر طبق پیش‌بینی‌های لرزه‌ای ACI 1999 ، میزان آلماتور عرضی مورد نیاز برای تقویت عرضی از رابطه زیر بدست می‌آید:

ساختمان بتن مسلح با قالب عایق ماندگار مسطح پانلی ( (ICFپانلی 19 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

ساختمان بتن مسلح با قالب عایق ماندگار مسطح پانلی ( (ICFپانلی

درکشورهای پیشرفته سال هاست که مسائل مربوط به دوام مصالح، سرعت اجرا، کاهش پرت مصالح، جلوگیری از اتلاف انرژی و مقاوم بودن ساختمان ها در برابر سوانح طبیعی مورد توجه و تحقیق دائم قرار گرفته که منجر به نوآوری ها و تکنیک های مدرن در زمینه صنعت ساختمان شده است.

از جدیدترین سیستم های فوق الذکر، استفاده از ترکیب بتن آرمه بعنوان عضـو باربر و پانل های پلی استایرن (EPS) بعنوان قالب بتن و عایق حرارتی می باشند که با نام سیستم های بتنی ICF- INSULATING CONCRETE FORMWORK   معروف گشته اند.

سیستم "ICF پانلی" از جدیدترین و کامل ترین نوع سیستم های فوق الذکر می باشد که کمبودها و اشکالات روش های قدیمی تر در آن برطرف شده  است. این  سیستم توسط کمپانی ® LASTEDIL سوئیس ابداع و تولید آن در ایران تحت لیسانس شرکت مذکور انجام خواهد شد. از این روش تاکنون در بسیاری از کشورهای دنیا از جمله آلمان، ایتالیا، ترکیه، کانادا ، آمریکا، امارات متحده، بحرین ، عربستان سعودی، روسیه ، ایرلند استفاده گردیده است.

اساس این سیستم استفاده از سازه بتن آرمه باربر در سقف و دیوار ساختمان و پارتیشن های پلی استایرن مسلح سبک، جهت تیغــه های غیرباربر می باشد. دیوارها در داخل قالبی از پانل های مسلح پلی استایرن بتن ریزی می شوند و قالب سقف ها نیز از پلی استایرن مسلح بصورت مجوف و شبیه به سقف های اسپایرول بتنی ساخته می شوند. به عبارت دیگر ساختمان در دولایه از پلی استایرن پیچیده می شود که از لحاظ عایق بندی بیشترین بازدهی را دارا می باشد. کل قطعات دیواری و سقفی و پارتیشن پلی استایرن مسلح در کارخانه آماده وجهت نصب به محل اجرا حمل می شود.

1-    مشخصات فنی سیستم

1-1- پانل سقفی: این پانـــل ها در عرض 60 سانتیمتر و در ضخامت 16 تا 32 سانتیمتر و طول مورد دلخواه تولیــد می شوند. مطابق شکل شماره 1-1، در قسمت زیرین این قطعه 2 عدد پروفیل از ورق خم شده به شکل ناودانی یا Z وجود دارد که مقاومت مناسبی جهت بارهای وارده در هنگام نصب و ساخت به سیستم می دهند ضمن آنکه در مرحله نازک کاری می توان از آن به عنوان تکیه گاه، جهت گیر مکانیکی هر نوع سیستم نازک کاری از جمله پانل های گچی کناف استفاده نمود. لبه های پایین مقطع به صورت فاق و زبانه با پانل های مجاور درهم قفل می شوند و در بالا، فضای لازم جهت میلگردگذاری به شکل متداول سقف های تیرچه بلوکی و یا هر شکل دیگر فراهم می نماید. در این سیستم نیازی به تیرچه جهت اجرای سقف نمی باشد و بتن سقف و تیرچه همزمان ریخته می شود که درنهایت به افزایش سرعت و کیفیت کار منجر خواهد شد. فاصله شمعهای ساپورت در هنگام بتن ریزی تا 2 متر قابل اجرا می باشد. جهت گچکاری سنتی می توان در زیر سقف با استفاده از مش فلزی یا پلاستیکی و مهار آن به سقف، عملیات نازک کاری را انجام داد. 

1 -2- دیوار باربر: دیوارهای باربر واصلی سیستم از دولایه پلی استایرن به ضخامت 5 سانتیمتر در طرف داخلی و ضخامت متغیر از 5 سانتیمتر به بالا در لایه بیرونی می باشد که ضخامت لایه اخیر بستگی به میزان عایق حرارتی خواسته شده قابل افزایش است (شکل 1-2). این دو لایه توسط بلت های  دوسر رزوه به قطر 5 میلیمتر در فواصل 20 سانتیمتری به همدیگر متصل می شوند. بلت ها درکارخانه توسط جوش نقطه ای  به آرماتورهای قائم وصل و توسط مهره های پلاستیکی به پانل های پلی استایرن محکم می شوند. نقش بلت ها، هم نگهداری پانل های طرفین و تحمل بارناشی از بتن ریزی و هم تکیه گاه میلگردهای  لازم افقی وقائم دیوار می باشند ضمن آن که مقاومت بالائی در برابر کمانش دیوار در جهت عمود برصفحه دیوار فراهم می نماید. فاصله بین دو پانل با تغییر طول بلت ها تا 30 سانتیمتر قابل افزایش می باشد. میلگردهای قائم دیوار از قطر 8 تا 12 میلیمتر در کارخانه به همراه بلت نگهدارنده در دیوار قرار گرفته و پس از نصب در جای خود مطابق پلان طراحی بتن ریزی می شوند. با توجه به اینکه ضخامت بتن و آرماتورگذاری دیوار با محاسبات سازه ای قابل تغییر می باشد، لذا محدودیت خاصی در تعداد طبقات قابل ساخت با این سیستم وجود ندارد. جهت حفاظت در برابر آتش، اجرای لایه گچی یا سیمانی مطابق آئین نامه های بین المللی بر روی سطوح داخلی وخارجی دیوار می بایستی اجرا گردد. 

1-3 : دیوار پارتیشن: پارتیشن سیستم از جنس پلی استایرن و به عرض 60 سانتیمتر و ضخامت از 6 تا 20 سانتیمتر و در طول دلخواه تولید می شود. در داخل هر مدول 2 عدد

بتن مسلح به الیاف 20 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 21

بتن مسلح به الیاف

بتن مسلح به الیاف یک نوعی از بتن مسلح بوده که بر خلاف بتن مسلح معمولی که از آرماتور جهت مسلح کردن استفاده می شود ، در این نوع بتن از الیاف استفاده می گردد که از لحاظ توانایی تحمل نیروی کششی فوق العاده بوده و باعث افزایش بسیار زیاد مقاومت کششی و مقاومت خمشی بتن می گردد .

توپ بتنی مسلح به الیاف ( توپ بولینگ ) یک مدل بسیار قوی از بتن مسلح به الیاف است که با توجه به ویژگی های خاص آن و توانمندی بالای آن طراحی و مدل سازی شده است .

کاربرد بتن مسلح به الیاف :

بتن الیافی در محل هایی که احتیاج به بتن مسلح بوده ولی امکان آرماتور بندی به لحاظ نبودن دسترسی نمی باشد می توان به راحتی از بتن الیافی استفاه نمود و بتن را با الیاف مسلح کرده تا به کاربری لازم رسید .

از مزایای بتن الیافی جلوگیری از گسیختگی و جدایی بتن در برابر نیروهای لرزه ای و نیروهای ضربه ای است ، بدین لحاظ می توان از بتن الیافی در سازه های ضد انفجار و استراتژیک استفاده نمود .آرامتر بندی

آرماتور بندی از حساسترین و با دقت تر ین قسمتهای ساختمانی بتنی میباشد . از لحاظ اینکه کلیه نیروهای کششی در ساختمان بوسیله میل گردها تحمل میشود باید در اجرای آرماتوربندی ساختمانهای بتنی نهایت دقت بعمل آید . برای تعیین قطر و تعداد میل گردهای هر قطعه بتنی دو منبع تعیین کننده وجود دارد اول محاسبه - دوم آیین نامه در مورد اول مهندس محاسب با توجه به مشخصات قطعه بتنی قطر میل گرد را تعیین نموده و در نقشه های مربوط مشخص مینماید .

کار گاه آرماتور بندی باید در قسمتی جدا از کار گاه اصلی تشکیل شود . در کارگاههای کوچک آرماتورها را با دست(آچار گوساله و کار گاه)خم مینمایند ولی در کارگاههای بزرگ خم کردن آرماتور بوسیله ماشین انجام میشود مسئول کار گاه آرماتوربندی باید از روی نقشه تعداد و شکل هر آرماتور را تعیین نموده و به کار گران مربوط داده و خم کردن هر سری را دقیقا زیر نظر داشته باشد تا طول آرماتور ،محل خم کردن ،زاویه خم کردن و طول قلابها طبق نقشه انجام شود میل گردها باید از نوع ذکر شده در نقشه باشد.(آجدار یا ساده).

در کارگاههای بزرگ باید حد روانی تاب کشش و ازدیاد طول نسبی گسیختگی و غیره میل گردها بوسیله آزمایشگاه تعیین و به اطلاع محاسب و مهندس کار گاه برسد ولی در کارگاههای کوچک که مصرف کل آرماتورهای آن از 50 تن بیشتر نیست این کار لازم نمیباشد اگر میل گرد خمیدگی موضعی داشته باشد میباید این خمیدگی ها قبلا صاف گردیده بعد اقدام به شکل دادن آرماتور بشود . برای صاف کردن میل گردها چکش کاری مجاز نیست آرماتورها باید تمیز بوده و در موقع کار فاقد گل و مواد روغنی و مواد رنگی باشد. میل گردهای نمره پایین مثلا نمره 8 و 10 که گاهی بصورت کلاف به کار گاه وارد میشود این میل گردها را باید قبلا به طولهای مناسب بریده و بوسیله کشیدن صاف نمود و آنگاه مصرف نماییم.

آرماتورها باید طوری به هم بسته شود تا در موقع بتن ریزی از جای خود تکان نخورد و جابجا نشود و فاصله آنها از یکدیگر باید طوری باشد که بزرگترین دانه بتن براحتی از بین آنها رد شده و در جای خود قرار گیرد.

خم کردن آرماتور

آرماتورهای تا قطر 12 میلیمتر را با دست خم نمود ولی آرماتورهای بزرگتر از 12 میلیمتر بهتر است با دستگاه مکانیکی مجهز به فلکه خم شود قطر فلکه خم متناسب با قطر آرماتور بوده و باید بوسیله مهندس محاسب و مهندس کار گاه تعیین شود.

کلیه آرماتورهای ساده باید به قلاب ختم شود ولی آرماتورهای آجدار را میتوان به صورت گونیا خم نمود. سرعت خم کردن باید متناسب با درجه حرارت محیط باشد و باید با نظر مهندس کار گاه بطور تجربی تعیین شود. باید از خم کردن آرماتورها در درجه حرارت کمتر از 5 درجه سانتیگراد خودداری نمود حتی المقدور باید از باز کردن خم های آرماتورهای شکل داده شده و مصرف آن در محل دیگر خودداری نمود و در مواقع ضروری باید بازکردن خم ها با نظر مهندس ناظر باشد.

وصله کردن آرماتورها

با توجه به این که طول میله گردی که به بازار عرضه میشود 12 متر میباشد در اغلب قسمتهای ساختمانها مخصوصا در شناژ میل گردهایی با طول بیشتر مورد نیاز میباشد همینطور قطعات باقیمانده از شاخه های بلند که بلاخره باید مصرف شود. ناگزیر از وصالی میل گردها هستیم، بهتر است دقت شود حتی المقدور این وصالی به حداقل برسد یعنی در موقع برشکاری طوری اندازه ها را با هم جور کنیم که ریزش آرماتورها زیاد نباشد و در صورت اجبار این اتصالات با نظر مهندس ناظر در جایی که تنش ها در آنجا حداقل است و باید طوری توجه شود که در یک مقطع کلیه آرماتورهای وصالی شده نباشد .

اتصال دو آرماتور در ساختمانهای بتن آرمه اغلب بصورت پوششی بوده و یا روی هم آوردن دو قطعه انجام میشود. این نوع اتصال برای آرماتور تا نمره 32 مجاز میباشد و آن بدین طریق است که دو قطعه آرماتور را در کنار هم قرار داده و بوسیله سیم آرماتور بندی بهم دیگر متصل مینمایم طول روی هم آمدن

دو قطعه باید به اندازه قید شده در نقشه باشد و چنان چه در نقشه ها قید نگردیده باشد باید بوسیله مهندس ناظر تعیین شود این طول معمولا به اندازه 40 برابر قطر میل گرد مصرفی است. (Ø 40)

در قطعات تحت خمش و خمش توام با فشار نباید یک مقطع بیش از نصف آرماتورها وصله دار باشد. در قطعات تحت کشش و کشش توام با خمش نباید بیش از 3∕1 میل گردها در یک مقطع وصله دار باشد بجز اتصالات پوششی که در بالا توضیح داده شده است.

اتصالات جوشی ، جوشی نوک به نوک ، جوشی پهلو به پهلو ، اتصالات جوشی با وصله و غیره نیز انجام میشود .

برای ایجاد مقاومت در مقابل نیروهای کششی در بتن داخل شناژ بتنی چند ردیف در بلا و پایین میل گرد طولی قرار میدهند و این میل گردهای طولی را به وسیله میله گردهای عرضی که به آن خاموت میگویند بهم دیگر متصل مینمایند .میل گردهای طولی و عرضی را میبافند و بعد در داخل قالبندی شناژ قرار میدهند .باید توجه داشت که پهنای این قفسه بافته شده باید در حدود 5 سانتیمتر کوچک تر از پهنای قالب شناژ باشد (هر طرف 5/2 سانتیمتر) بطوری که این میل گردها کاملا در بتن غرق شده و آنرا از خورندگی در مقابل عوامل جوی محفوظ نگاهدارد این 5/2 سانتیمتر در مناطق مختلف و آب و هوای مختلف و همچنین محل قرار گرفتن قطعه بتونی ( اینکه در داخل زمین قرار میگیرد و یا خارج آن ) و همچنین میزان سولفاته بودن آبهای مجاور آن متفاوت است که میزان آن بوسیله موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تعیین شده است.

مطالعه عددی دربایه تقویت لرزه‌ای ستون های بتن مسلح پل با استفاده از جاکت‌های فولادی سخت شده موضعی 17 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

مطالعه عددی دربایه تقویت لرزه‌ای ستون های بتن مسلح پل با استفاده از جاکت‌های فولادی سخت شده موضعی

حسین افشین

کریم عابدی

محمدرضا نوری شیرازی

چکیده:

با توجه به وقوع زلزله های مختلف و بروز آثار مخرب بر جا مانده از آن در تمامی زمینه‌ها و با توجه به اینکه کشور ایران در ناحیه لرزه‌خیز قرار دارد، لزوم ترمیم و تقویت سازه ها با توجه به هزینه های سنگین ساخت مجدد سازه و توقف بهره‌برداری از آن، امر ضروری به نظر می‌رسد. در تحقیق حاضر، مقاوم‌سازی ستون بتن مسلح پل با استفاده از جاکتهای فولادی مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای مطالعه عددی، از نرم‌افزار المان محدود ANSYS استفاده شده است. در ابتدا جهت تایید صحت مدلسازی، نتایج به دست امده از تحلیل‌ها در نرم‌افزار ANSYS با نتایج حاصله از یک کار تجربی انجام شده در دانشگاه ملی تایوان مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه سه ستون بتن مسلح با نسبت لاغرهای مختلف، تحت اثر بار محوری ثابت و جابجایی های رفت و برگشتی قرار گرفتند. از ستون با نسبت لاغری 5 و جهت رفع نقص آنها از جاکت فولادی تنها، جاکت فولادی سخت شده با استفاده از ورق‌های ضخیم و المان های سخت کننده مستطیل شکل استفاده شده است و نتایج حاصل از آن، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل ها نشان می دهد که استفاده از سخت کننده ها جهت تقویت جاکت های فولادی با مقطع مستطیل شکل، باعث افزایش شکل‌پذیری و افزایش مقاومت خمشی شده و ستون تقویت شده می تواند سیکل های بیشتری از جابجایی رفت و برگشتی را بدون افت در ظرفیت باربری تحمل نماید.

کلیدواژه‌ها: مقوم‌سازی لرزه‌ای، ستون‌های بتن مسلح پل، جاکت های فولادی سخت شده موضعی، روش المان محدود.

مقدمه:

ستون ها به عنوان اعضای مهم بحرانی در سازه پل‌ها هستند که ایجاد خرابی حتی در یک ستون می تواند به خرابی کلی یا جزئی در انها منجر شود [1]. بر اساس تحقیقات و مطالعه گسترده برای تقویت سازه ها در برابر زلزله، روشهای مختلف مقاوم‌سازی توسعه یافته است که روش استفاده از جاکت های فولادی به عنوان یکی از روشهای موثر و متداول در زمینه مقاوم سازی پل‌ها مطرح می‌باشد. این روش نسبت به روش‌های دیگر تقویت از جمله استفاده از مواد کامپوزیتی FRP و ... دارای سابقه کاربرد بیشتری است. با توجه به هزینه بالای خرید مواد کامپوزیتی و اینکه در کشور ایران تولید فولاد انبوه بوده و هزینه تهیه آن نسبت به مواد کامپوزیت ارزان‌تر است، استفاده از این روش جهت مقاوم‌سازی سازه پل و ستون‌های بتن مسلح آن، تا حدودی جنبه اقتصادی را اقنا می کند. [2]

به طور معمول، خرابی در ستون‌ها و پایه ها بر دو نوع خرابی خمشی و برشی است. خرابی خمشی ستون‌ها ناشی از مقاومت خمشی ناکافی و یا فقدان ظرفیت شکل‌پذیری خمشی بوده و اساسا در ستون بتن مسلح پل با ارماتورهای طولی پیوسته در نواحی مستعد تشکیل مفصل پلاستیک، رخ می دهد. در شکل 1 نمونه‌ای از خرابی در قسمت تحتانی ستون پل به علت شکل‌پذیری خمشی ناکافی پس از زلزله کوبه ژاپن در 1995 دیده می‌شود [3].

خرابی برشی در ستون‌ها، به طور طبیعی تردو شکننده است و منجر به کاهش سریع مقاومت جانبی در ستون ها‌ی پل می‌شود و یکی از مهمترین دلایلی است که باعث خرابی سازه تحت اثر بارهای زلزله شده است [3].

شکل 1- خرابی خمشی

شکل 2- خرابی برشی و انتقال ناحیه مفصل پلاستیک، زلزله NORTHRIDGE، 1994.

استفاده از جاکتهای فولادی سخت شده موضعی

عملکرد ضعیف جاکتهای فولادی با مقطع مستطیل شکل در محصور کردن بتن هسته ستون و تورم خارج از صفحه این نوع از جاکتها و از طرفی مزیت آنها از لحاظ معماری و عدم تداخل در ترافیک شهری، از جمله دلایلی است که سبب شده است تا محققین مختلف روش‌هایی را برای بهبود عملکرد این گونه از جاکتها پیشنهاد دهند. در شکل 3، شماتیکی از ایجاد تورم خارج از صفحه در جاکت فولادی یا مقطع مستطیل شکل دیده می‌شود.

شکل 3- تورم جاکت فولادی مستطیل شکل.

2-1- تشریح روش

در این روش، المانهای سخت‌کننده بر روی جاکت فولادی مستطیل شکل صاف جوش داده می‌شوند. برای جلوگیری از تورم جاکت و حفظ مقاومت و شکل پذیری آن، از سخت‌کننده‌های تقویتی عرضی در طول ناحیه مستعد تشکیل مفصل پلاستیک می‌شود. شکل مقطع المانهای سخت کننده می تواند به صورت نبشی، پروفیل‌های قوطی ورقهای ضخیم و ... باشد. [5].

2-2- ضوابط طراحی

ضرابط طراحی جاکتهای فولادی بر مینای عملکرد مورد انتظار از استراتژی مقاوم‌یازی دارد که از شیوه‌های دقیق ارزیابی از سازه آسیب دیده بدست می آید و شامل بهبود شکل پذیری خمشی، بهبود تمامیت ناحیه وصله آرماتورها یا بهبود مقاومت برشی در عضو تقویت شده می باشد. [6].

2-2-1- طول ناحیه مفصل پلاستیک

بر طبق تحقیقات Priestly و Park در 1987، طول مفصل پلاستیک Lp برای یک ستون بتن مسلح تقویت شده بوسیله جاکتهای فولادی از رابطه تقریبی زیر بدست می‌آید:

که در ان g اندازه شیار، fy تنش تسلیم فولاد تقویتی عرضی و dbl قطر میلگردهای طولی است. [3]

2-2-2- مساحت مورد نیاز برای تقویت عرضی

بر طبق پیش‌بینی‌های لرزه‌ای ACI 1999 ، میزان آلماتور عرضی مورد نیاز برای تقویت عرضی از رابطه زیر بدست می‌آید: