انتخاب صفحه

مقدمه:
با مطالعه آنچه در کشورهای جهان میگذرد، به نظر می رسد یکی از عوامل مهم در ایمن سازی شـهرها وروستاهای یک کشور، فرهنگ ساخت و ساز آن کشور و مدیریت بر آن می باشد. چه چیـزی باعـث شـدهآمار تعداد کشته شدگان در زلزله های ژاپن از سال 1923 میلادی (زلزله کانتو ژاپن بـیش از 140 هـزارکشته) تا امروز (تعداد انگشت شمار کشته در زلزله های اخیر ژاپن) با این شدت کاهش بیابد؟ این توفیق ،عمدتا در نتیجه یک تحول اساسی در فرهنگ ساخت و ساز ژاپن در طی دهه های اخیر بوده است. البتـهابزارهائی نظیر تکنولوژی، توسعه مهندسی و مواردی از این قبیل به مسئولین و شهروندان کمک میکند تاالگوهای فعلی خود را در امر ساخت و ساز بهبود ببخشند. نمودار1 نشان می دهد تدوین آئین نامه هـا واصلاح آنه ا نه این که مهم نیست، ولی به تنهائی تاثیر قابل ملاحظه ای در آمـار کـشته شـدگان ناشـی اززلزله نخواهد داشت.
بر اساس گزارش جهانی “کاهش ریسک بلایا، چالش توسعه” که در سـال 2003 توسـط برنامـهعمران ملل متحد منتشر شد، ایران دومین کشور جهان از لحاظ مرگ و میر ناشی از زلزله است.
لذا رویکرد صنعتی به ساختمان سازی به عنوان یکی از مهمتـرین راهکارهـای تغییـر فرهنـگ ازدست رفته در بخش ساخت و ساز کشور میباشد که باید در دستور کار مسئولین، اسـاتید، دانـشجویان وشرکت های مرتبط با بخش ساختمان قرار گیرد. در این پایان نامه هدف رسـیدن بـه راهکـار مطمـئن واقتصادی برای تولید صنعتی شالوده ساختمان ها است بـه نحـوی کـه نیـروی کـار غیـر مجـرب کـه درروستاهای کشور خصوصا مشغول به ساخت ساختمان هستند، کمترین دخالت را در این موضـوع داشـتهباشند.

فهرست مطالب

چکیده ………………………………………………………………………………………………. 1
مقدمه ………………………………………………………………………………………………. 2

فصل اول : کلیات

در این بخش به استناد تصویر هائی که در بازدیدهای محلی از ساخت و ساز مرسوم در روستاهای کـشورثبت شده است، فرهنگ موجود در این زمینه را به بحـث میگـذاریم (بـا تکیـه بـر اجـرای فونداسـیون وشالوده). این تصاویر از مناطقی گرفته شده است که پروژه حاضر قصد دارد روش جایگزینی بـرای اجـرایشالوده در این مناطق پیشنهاد و بررسی کند.
الف- سنگدانه های مصرفی برای بتنطبق آئین نامه بتن ایران به کار بردن سنگدانه های با اندازه بزرگتر از 38 میلیمتر در بتن توصیه نمی شود (تبصره 2 بند 4-4-3 آبا ). لکن در برخی موارد مشاهده شده است که در دانه بنـدی سـنگدانههای مورد استفاده در بتن شالوده ها به علت عدم کنترل و آگاهی مجریان، سنگدانه هائی با اندازه تـا 50 میلیمتر هم استفاده شده است که در تصویر ذیل نمونه ای از این موارد به تصویر کشیده شده است.با توجه تاکید آئین نامه بتن ایران بر استفاده از سنگدانه های با کیفیت که منجر به تولیـد بـتنمقاوم و پایا گردد، و با وجود آئین نامه های مختلف بین المللی نظیر ASTM و همچنین آئین نامه های داخلی برای کنترل و استفاده از دانه بندی و کیفیت مناسب سنگدانه های مصرفی، استفاده از دانه بندینظیر آنچه در شکل ذیل مشاهده میشود در ساخت بتن شایسته به نظر نمی رسد.با توجه به اینکه در تعیین دانه بندی استاندار فرض بر این است که سنگدان ها شکلی نزدیـکبه یک کره منظم دارند، و از طرفی تاثیر زیاد شکل سنگدانه بر خواص فیزیکی بتن تـازه و سـخت شـده، آئین نامه ها استفاده از سنگدانه هائی با شکل کشیده و یا به صورت ورقی (سـوزنی و پـولکی) را محـدودکرده اند . لکن در ساخت و ساز های متداول در روستاهای کشورمان هنوز مشاهده میشود که مقدار ایـننوع سنگدانه غیر استاندارد در دانه بندی سنگدانه های مورد استفاده برای بتن ریزی زیاد است.طبق آئین نامه بتن ایران میزان دانه های رد شده از الک 200 (075/0 میلیمتر ) نباید بیـشتر از5 درصد باشد و اگر این دانه ها از جنس رس باشد این مقـدار بایـد بـه 3 درصـد وزن کـل سـنگدانه هـامحدود گردد . در اغلب سنگدانه های مصرفی در بتن وجود خاک و گرد های سنگ که از الک 200 عبـورمیکنند به چشم میخورد. در روستاهای کشور سنگدانه های مصرفی اغلب دارای مقادیر زیاد خاک و دانـههای بسیار ریز می باشد که این موضوع علاوه بر کاهش مقاومت بتن سخت شده، خواص بتن تـازه را بـهشدت تحت تاثیر قرار داده و بتن حاصل به علت کاهش کارائی خوب متراکم نمی گردد.

 1-1) فرهنگ غالب ساخت و ساز شالوده در منطقه مورد تحقیق…………………………  5
 1-2) هدف مطالعه……………………………………………………………………………..  17
1-3) عوامل تاثیر گذار بر رفتار لرزه ای شالوده های منفرد………………………………….  17

عدم کفایت طول مهاری استاندارد در محل درز سرد و کیفیت نامناسب بتن سبب واژگونی المان از محل اتصال به شالوده گشته است

عدم کفایت طول مهاری استاندارد در محل درز سرد و کیفیت نامناسب بتن سبب واژگونی المان از محل اتصال به
شالوده گشته است

فصل دوم : مطالعه منابع

مقدمه: عامل اصلی در عملکرد یک قطعه بتن مسلح به عنوان یـک جـسم یکپارچـه، پیوسـتگی(Bond) و چسبندگی کامل بین بتن و فولاد است]1[ . پیوستگی یا باند از دو جنبه اساسی در سازه هـایبتن آرمه بررسی میشود. نخست پیوستگی مهاری که مقاومت باند سبب مهار میلگرد کششی یـا فـشاریبعد از نقطه صفر نیروئی یا در تکیه گاه میشود. نوع دوم پیوستگی را باند خمشی گویند. در یک قطعـه ازتیر به طولdx ، مطابق شکل ذیل لنگر یک انتها معمولا با لنگـر انتهـای دیگـر بـه انـدازه کوچـکdM اختلاف دارد . با فرض اینکه پس از ایجاد ترک، بتن ناحیه کششی هیچ گونه تنش کششی نمیتواند تحمل کند، نمودار آزاد این قطعه همراه با نیروهای داخلی وارد بر آن همانند شکل ذیل خواهـد شـد. تغییـر درلنگر خمشی به اندازهdM ، نیروی میلگرد را به اندازهdT تغییر میدهد. چون میلگرد باید در حال تعادلباشد، این تغییر در نیروی میلگرد باید توسط نیروئی مساوی و مخالف که به علت پیوستگی و چسبندگیبین میلگرد و بتن در سطح تماس آنها ایجاد میشود، مقابله شود.
طبیعت پیوستگی و چسبندگی موجود بین آرماتور و بتن، اصطکاک موجود در سطح تماس آنهـامیباشد. چنانچه سطح میلگرد ساده و صاف باشد، این نیروی اصطکاکی بسیار ناچیز و محدود به اصطکاک شیمیائی و اصطکاک مکانیکی ناشی از زبریهای سطح میلگرد بود. به همین علت غالبا انتهای میلگردها رابه اجبار غلاب میکردند تا پس از لغزش میلگرد داخل بتن، تیر با اسـتفاده از عمـل قوسـی بتوانـد ماننـدشکل ذیل به مقاومت خود ادامه دهد. ناحیه سایه خورده در این شکل، بتن ترک نخورده فشاری است.در صورت از بین رفتن باند بین میلگرد و بتن،dT مساوی صفر میـشود و در نتیجـه هیچگونـهتغییری در نیروی کششی میلگرد در طول عضو ایجاد نمیشود. یعنی هیچگونه انتقال تنش بین میل گردو بتن وجود ندارد و رفتار این دو ماده مستقل خواهد شد. در نتیجه عرض ترک ها افزایش یافته و تغییـرشکل های بزرگ ایجاد میشود. استفاده از میل گردهای آجدار باعث کاهش عرض ترکهای خمشی و تغییر شکل عضو خمشی خواهد شد و در اغلب موارد میتوان غلاب های انتهائی را حذف نمود.ساده ترین مدل بیان کننده انتقال تنش بین فولاد و بتن را اصطلاحا مفهوم اصـطکاک مینامنـدکه به موجب آن، تنش برشی که در راستای سطح جانبی میل گرد ایجاد میشود (تـنش بانـد)، تـابعی ازفشار محصور کنندگی قائم اعمال شده توسط بتن احاطه کننده در سطح میل گرد می باشد.محصور شدگی میتواند توسط پوشش بتنی فراهم شود (به وسیله تنش های کششی پیرامونی درپوشش) و همچنین آرماتورهای عرضی که مسیر ترک های شکافت را قطع میکنند مانند خاموت، تنگ یادورپیچ میتواند شکست برشی را تا ظهور ترک های شکافتی متعدد به تعویق اندازد. در نتیجه ایـن تـنشهای تماسی که دارای مولفه قائم می باشند، شکست پیوستگی در اطراف میلگرد آجدار به صورت شکافت(Split) می باشد. در شکل ذیل چند الگوی شکافت بتن در اطراف میلگرد نشان داده شده است.در صورتی که قطر میلگرد کم باشد و پوشش بتنی روی میلگرد زیاد باشد یا در مـواقعی کـه درزیر میلگرد های واقع در سطوح فوقانی حفرات هوا ایجاد شده باشد، از بین رفتن پیوستگی حتی با وجودآجدار بودن میلگرد به صورت شکافت نخواهد بود و میلگرد ها کاملا از سوراخ خود بیرون کشیده میشوند.

2-1) مروری بر اصول علمی مرتبط  …………………………………………………………….21
2-2) مرور تحقیقات صورت گرفته توسط سایر محققین …………………………………….. 34

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل سوم: فعالیت های آزمایشگاهی

در این تحقیقات ابتدا مشخصات مکانیکی مـصالح مطالعـه شـد تـا بـرای تحقیقـات آتـی خـصوصا بـرایمدلسازی های کامپیوتری که توسط سـایرین صـورت میپـذیرد، پارامترهـائی نظیـر مـدول الاستیـسیته،مقاومت نهائی ، حداکثر تغییر شکل، مقاومت پیوستگی آرماتور و سایر موارد بـا اطمینـان قابـل قبـولی در اختیار باشد . برای این منظور بتن های مورد مطالعه شامل بتن پرمقاومت و بتن سبکدانه مـورد آزمـایش فشاری محوری قرار گرفتند. به علاوه آزمایشات بیرون کشیدگی مستقیم میلگرد GFRP از درون بتن و همچنین آزمایشات کششی بر روی میلگرد GFRP که در تحقیقات مد نظر هستند انجام شد. در ادامه با توجه به پارامترهای کسب شده از مـصالح و محاسـبات سـازه ای اولیـه، نمونـه هـای شالوده منفرد بتن آرمه ساخته و بر روی بستر ماسه ای با مقیاس واقعی تحت نیـروی فـشاری تـا لحظـهشکست مطالعه شدند. با توجه به باند ضعیف تـر میلگـردGFRP در مقایـسه بـا میلگردهـای فـولادیمعمولی این حساسیت وجود دارد در در رفتار سازه ای شالوده ها خصوصا رفتار لـرزه ای آنهـا مـشکلاتیوجود داشته باشد. لذا با روند بارگذاری خاصی در چند مرحله بارگذاری و باربرداری استاتیکی ایـن رفتـاردقیقا بررسی شد.

3-1) اهداف آزمایش………………………………………………………………………………… 45
3-2) آزمایش مصالح…………………………………………………………………………………  45
3-3) آزمایشات بیرون کشیدگی (Pu llout) مستقیم …………………………………………..  52
3-4) آزمایشات شالوده های مقیاس حقیقی……………………………………………………..  60

عدم اجرای کلاف افقی روی کرسی

عدم اجرای کلاف افقی روی کرسی

فصل چهارم: جمع بندی و نتیجه گیری

4-1) فلسفه کار…………………………………………………………………………………….. 78
4-1) خلاصه نتایج آزمایشگاهی …………………………………………………………………. 78
4-2) مقایسه نمونه های پیشنهادی ……………………………………………………………. 79
4-3) پیشنهادات جهت مطالعات آتی…………………………………………………………….  80
پیوست ها  …………………………………………………………………………………………. 81
منابع و ماخذ………………………………………………………………………………………..  106
چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………… 109

فهرست جدول ها

2 1 : زلزله های مهم تاریخی ژاپن و تعداد کشته شدگان آن………………………………….  2
2-1 : دانه بندی استاندارد لیکا برای بتن سازه ای…………………………………………….  26
2-2 : آزمایشات صورت گرفته بر روی شالوده های بتنی از 1948 تا کنون……………………  36
3-1 : طرح بتن های مصرفی در مطالعه ………………………………………………………….. 45
3-2 : مشخصات مکانیکی بتن های مورد استفاده در آزمایشات طبق نتایج …………………  48
3-3 : مشخصات مکانیکی میلگردهای GFRP نوع ii ا……………………………………………. 51
3-4 : کد بندی نمونه های بیرون کشیدگی مورد آزمایش  ……………………………………….53
3-5 : مشخصات نمونه های شالوده مورد مطالعه در این پایان نامه……………………………  61
3-6 : مشخصات و ترتیب ترک های عمده شالوده S1 ا…………………………………………… 73
3-7 : مشخصات و ترتیب ترک های عمده شالوده S2 ا ……………………………………………73
3-8 : مشخصات و ترتیب ترک های عمده شالوده S3 ا…………………………………………… 73
1-4 : مقایسه شالوده های مورد مطالعه این تحقیق با شالوده های متداول ………………..  82
فهرست نمودارها

3 1 : مقایسه روند تغییر تعداد کشته شدگان در اثر زلزله های مهم (حدود 7 ………………….. 3
2-1: رابطه عمومی نیرو- لغزش در آزمایشات Ehsaniدر دانشگاه آریزونا ………………………… 35
2-2 : نمودار نتایج تحقیقات Ombres و همکارانش…………………………………………………  36
3-2 : نتایج کرنش آرماتورها و بتن شالوده در آزمایشات Josef Heggerو ……………………….  39
1-3 : نمودار تنش- کرنش یکی از نمونه های استوانه ای 30*15 طرح LW .ا…………………..  47
2-3 : روند کسب مقاومت نمونه های مکعب 10 سانتیمتری طرح اختلاط ……………………….. 47
3-3 : داده های تنش-کرنش و نمودار میانگین یک نمونه میلگرد پلیمری …………………………  50
4-3 : داده های تنش-کرنش و نمودار میانگین یک نمونه میلگرد پلیمری ………………………..  51
5-3 : نمودار لغزش میلگرد درون مهار فولادی در مقابل تنش موجود در … ………………………. 51
52 6-3 : نمودار عمومی رابطه تنش پیوستگی- مقاومت فشاری بتن و تعیین …………………  52
7-3 : داده های تنش پیوستگی و لغزش میلگرد در انتهای آزاد و انتهای ………………………..  55
8-3 : نمودار نیرو- تغییر مکان اصلاح نشده (خروجی رایانه دستگاه) یکی از …………………….  56
9-3 : نمودار تنش پیوستگی – لغزش برای دو انتهای آزاد و انتهای بارگذاری ……………………  58
3-10 : نمودار برش و خمش شالوده روی بستر خاک ………………………………………………. 62
3-13 : نمودار تغییر مکان نسبی وسط شالوده ها روی بستر ماسه ……………………………. 69
3-14 : کرنش میلگرد در نمونه S1 در سه موقعیت …………………………………………………  74
3-15 : کرنش میلگرد در نمونه S2 در سه موقعیت ………………………………………………….  74
3-16 : کرنش میلگرد در نمونه S3 در سه موقعیت ………………………………………………….. 74
1-4 : مقایسه شاخص اقتصادی مصالح نمونه های پیشنهادی این تحقیق با…………………….. 79

فهرست تصاویر

1-1 : سنگدانه غیر استاندارد و دانه بندی بد…………………………………………………………….. 5
1-2: درشت دانه های پولکی و سوزنی………………………………………………………………….  6
1-3: ماسه حاوی مقادیر غیر استاندارد خاک……………………………………………………………..  6
1-4: ماسه حاوی مقادیر غیر استاندارد خاک………………………………………………………………  7
1-5: کیفیت بتن اجرا شده در شالود.ه……………………………………………………………………  7
1-: طرح اختلاط و اجرای نا مناسب بتن…………………………………………………………………….  8
1-7 عدم کفایت طول مهاری استاندارد در محل درز ………………………………………………………. 8
9 1-نا مناسب خاموت کلاف افقی شالوده ………………………………………………………………… 9
9 1-9: استفاده از میلگرد ساده بدون آج…………………………………………………………………..  9
10 1-: عدم کفایت طول همپوشانی میلگردهای شالوده/  ……………………………………………..10
10 1-: آلوده شدن آرماتور قبل از بتن ریزی به ملات سیمان خشک شده ……………………………. 10
11 1-: نحوه صحیح میلگرد گذاری با قرار دادن فاصله نگهدار پلاستیکی………………………………  11
11 1-: پوشش نایلونی محافظ کنار خاک اجرا نشده است …………………………………………….. 11
12 1-: کاور بتنی روی آرماتورها به قدری ناچیز است …………………………………………………… 12
12 1-: کاور بتنی ناکافی و اسلامپ زیاد بتن……………………………………………………………..  12
12 1-: یخ زدگی بتن در دوره بسیار کوتاهی پس از اجرا  13 ……………………………………………. 16
13 1-: عدم رعایت عمق یخبندان برای شالوده  14 ……………………………………………………… 17
14 1-: عدم اجرای کلاف افقی روی کرسی  14 …………………………………………………………. 18
14 1-: فضای خالی بین سنگ ها با ملات پر نشده است  14 ………………………………………….. 19
14 1-: استفاده از سنگ های گرد گوشه در کرسی چینی  15………………………………………… 20
15 1-: تخریب موضعی کرسی سنگی زیر کلاف افقی  15  ………………………………………………21
15 1-: جوشکاری نا مناسب  15…………………………………………………………………………….. 22
16 1-: ستون خارج از محور (خطای آکس)  16ا…………………………………………………………….. 23.
1-: عدم اتصال ورق گاست به صفحه کف ستون 16 ……………………………………………………… 24
1-: صفحه ستون بر روی بتن با سنگدانه درشت قرار گرفته است 16…………………………………… 25
18 1-: تخریب فونداسیون یک خانه در شهر Wakami ناحیه Akita ژاپن…………………………………. 26
1-: حالت برش پانچ شالوده………………………………………………………………………………….. 27
1-: لغزش فونداسیون اجرا شده در شیب بیش از استاندارد 19  …………………………………………28
21 2-1: پیوستگی بتن و میلگرد ……………………………………………………………………………. 21
22 2-2: نقش قلاب انتهائی در توزیع ترک خوردگی………………………………………………………… 22
2-3: مدل اصطکاک برای پیوستگی………………………………………………………………………….. 22
2-4: الگوهای متداول ترک در اطراف میلگرد های یک تیر بتنی…………………………………………… 22
2-6: زاویه برش پانچ در شالوده ها………………………………………………………………………….. 30
2-7: آرایش آزمایشات بیرون کشیدگی در آزمایشات Tepfersدانشگاه کالمرز………………………… 34
2-8: نمونه برش خورده پس از آزمایش بیرون کشیدگی ( Tepfers)ا …………………………………..34
2-9: رابطه بین مقاومت مشخصه بتن و تنش پیوستگی……………………………………………….. 35
2-10: جزئیات آرماتورگذاری و ابعاد شالوده های Josef Hegger ا………………………………………37 ا
2-11: آرایش آزمایشات شالوده منفرد در بستر ماسه Josef Hegger ا ا……………………………….37
2-12: تفاوت مقطع بحرانی برش در ACI و Euro-Code ………………………………………………….ا38

 

Abstract:
Usage of GFRP bars in construction is developing nowadays because of its unique properties among corrosion resistance, high tensile strength and ease of application and handling. Beside of its advantages however have some deferent structural behaviour in compare to normal steel reinforcement in concrete members that necessary to light up accurately by appropriate test methods. One of these Points is bond behaviour of GFRP bars in Concrete.
In this study usage of GFRP bar in both vnormal and lightweight aggregate concrete is scrutinized experimentally. Mechanical properties of mentioned GFRP bar as tensile strength, module of elasticity and etc. is tested; besides, full scale test on concrete footing reinforced with GFRP bar in real condition is done.
Upshots of this investigation show that lightweight aggregate footing has good rigidity and they reach to their code strength; however, they fail by degradation of bond between concret anb rebar.

 


 


مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

فایل word

قیمت35000تومان