بررسی رفتار تیرهای بتن مسلح عمیق تقویت‌شده با میلگردهای CFRP و GFRP - دانشکده فنی و مهندسی
بررسی رفتار تیرهای بتن مسلح عمیق تقویت‌شده با میلگردهای CFRP و GFRP
نوع: Type: پایان نامه
مقطع: Segment: کارشناسی ارشد
عنوان: Title: بررسی رفتار تیرهای بتن مسلح عمیق تقویت‌شده با میلگردهای CFRP و GFRP
ارائه دهنده: Provider: کیوان جادی
اساتید راهنما: Supervisors: دکتر مصطفی مقدسی
اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر محمود نیلی - دکتر فریدون رضایی
اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees:
زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 21 آبان 1399 ساعت 10
مکان ارائه: Place of presentation:
چکیده: Abstract: در سال‌های اخیر با مطرح‌شدن بحث بهسازی و تقویت اعضاء بتن مسلح به وسیله میلگردهای FRP فصل جدیدی از مطالعات در این زمینه شکل‌گرفته است، با توجه به این‌که تیرها جزئی از سیستم سازه‌ای هستند، با تقویت آن‌ها می‌توان از تخریب و آسیب‌دیدگی سازه‌های بتن‌آرمه جلوگیری کرد. با توجه به نسبت ابعاد تیرهای عمیق و بالا بودن تغییر شکل برشی، ضعف عمده تیرهای عمیق را می‌توان پائین بودن ظرفیت برشی در مقایسه با ظرفیت خمشی و به دنبال آن شکست برشی دانست. برای تقویت این اعضای بتنی روش‌های متعددی بکار رفته که یکی از مؤثرترین آن‌ها تقویت تیرهای عمیق به کمک میلگردهای کامپوزیتی است. میلگردهای کامپوزیتی به علت دارا بودن خواصی مانند وزن سبک، مقاومت بالا، استحکام بیشتر، رفتار و خصوصیات کششی، فشاری و چسبندگی بهتر نسبت به سایر الیاف‌ها در صنایع مختلف ازجمله نظامی، پزشکی و ساختمان به کار می‌رود. هرچند تاکنون مطالعات آزمایشگاهی بسیاری به‌منظور شناخت بیشتر رفتار تیرهای عمیق تقویت‌شده انجام‌شده است ولی حتی جامع‌ترین آن‌ها هم نمی‌تواند اندرکنش متغیرهای شرکت‌کننده در عملکرد این سازه‌ها را به‌طور کامل پوشش دهد. علاوه بر این مطالعات آزمایشگاهی در مقیاس واقعی هزینه و زمان زیادی را تحمیل می‌کند که این امر باعث محدود کردن تعداد پارامترهای مورد ارزیابی می‌شود، ازاین‌رو شبیه‌سازی عددی، یک ابزار قدرتمند برای مطالعات آزمایشگاهی بشمار می‌آید، البته استفاده از روش اجزای محدود نیازمند صحت سنجی با کارهای آزمایشگاهی هست. باوجود مطالب گفته‌شده، فقدان پژوهشی که در آن رفتار تیر عمیق مقاوم‌سازی شده با میلگردهای CFRP و GFRP و میلگرد فولادی به‌طور مقایسه‌ای بررسی‌شده باشد، احساس می‌شد. در تحقیق حاضر با استفاده از نرم‌افزار اجزا محدودی ABAQUS، 18 نمونه تیر عمیق با تکیه‌گاه ساده تحت دو بار متمرکز مدل‌سازی شد؛ در کلیه بارگذاری‌ها دامنه بار اعمالی به‌صورت یکنواخت اعمال شد به‌طوری‌که بارهای اعمالی از میزان صفر در شروع عملیات تحلیل آغاز و به‌صورت خطی (Ramp) تا مقدار حداکثر افزایش یافت. با استفاده از روش اجزاء محدود غیرخطی، تأثیر میلگردهای CFRP، GFRP و فولادی موردبررسی قرار گرفت. مدل‌ها بر اساس مدل رفتاری پلاستیک آسیب‌دیده بتن که قابلیت استفاده در محاسبات استاتیکی و دینامیکی را برخوردار است، مورد تحلیل قرار گرفتند. 6 سری نمونه که هر سری نمونه با سه نوع میلگرد فولادی، CFRP و GFRP مدل شدند، مورد تحلیل قرار گرفتند. برای هر نمونه، نیرو و محل ایجاد اولین ترک، مد شکست و نمودار بار افزون-تغییر مکان تعیین گردید تا بتوان پارامترهای نظیر ظرفیت باربری حداکثر، انرژی جذب‌شده، شکل‌پذیری و سختی را با یکدیگر مقایسه کرد. با بررسی نمونه‌های مدل شده، مشخص شد که مود شکست در نمونه‌ها تقریباً مشابه یکدیگر است به‌طوری‌که در تیرهای عمیق ترک‌های برشی با زاویه 45 درجه در ناحیه کششی ایجاد شد. با مقایسه نتایج تحلیل مدل‌های مذکور در خصوص ظرفیت باربری مشاهده گردید که در بین مدل‌های استفاده‌شده، مدل S2 نسبت به مدل G2 با 59 درصد افزایش، بیشترین افزایش ظرفیت باربری را تجربه کرد. در خصوص انرژی جذب‌شده نیز در مدل S4 با افزایش سطح زیر منحنی، انرژی جذب‌شده با افزایش 44/208 درصدی نسبت به مدل G4، روبرو شد. از طرفی در بررسی شکل‌پذیری تیرهای عمیق مدل شده، مشاهده شد که مدل S6 با 89/118 درصد افزایش نسبت به G6 مواجه شده است. با بررسی بیشتر در مدل‌ها دیده شد که سختی تیرهای بتن مسلح عمیق تقویت‌شده تقریباً برابر و در محدوده 89 کیلو نیوتن بر میلی‌متر است. همچنین نیروی لازم برای ایجاد اولین ترک (Pcr)، در نمونه‌های مسلح به میلگرد فولادی بیشتر از سایر مدل‌ها بود. در پایان با توجه به تحلیل‌های صورت گرفته مشاهده شد میلگردهای فولادی دارای ظرفیت باربری، انرژی جذب‌شده و شکل‌پذیری بیشتری نسبت به تیرهای بتن مسلح عمیق تقویت‌شده با میلگردهای CFRP و GFRP است. واژه‌های کلیدی: رفتار تیر بتن مسلح، تیر عمیق، تیر بتن مسلح تقویت‌شده، میلگردهای CFRP، میلگردهای GFRP
فایل: ّFile: دانلود فایل