انتخاب صفحه

مقدمه

ضعف ساختاری یا بارگداری بیش از حد،ارتعاشات پویا،نشست و تغییر شکل هایی در سطح هموار و خارج از سطح هموار می تواند باعث خرابی دیوارهای بنایی شود.ساختمان های بنایتقویت نشده URM نماینده نسبتا عظیمی از ساختمان ها در سراسر جهان هستند.این ساختمان ها خصوصیاتی دارند که زندگی را تهدید می کنند.این خصوصیات عبارت است از:دیوارهای ضعیف،اتصال ناکافی به سفق و طبیعت شکننده خود عناصر URM.متخصصان تشخیص داده اند ک خرابی دیوارهای URM دلیل عمدهخسارات به مصالح و تلفات انسانی است.دیوارهای URM را معمولا به عنوان پارتیشن های داخلی با دیوارهای خارجی دارای  چارچوب های فولادی یا بتنی برای پوشش ساختمتان مورد استفاده قرار می دهند. این دیوارها،بسته به ملاحظات طراحی میتوانند در برابر فشارهای جانبی(عرضی)و گرانشی(عمودی)مقاومت کنند.دیوارهای URM بدلیل لنگرهای ضعیف تولیدشده توسط نیروهای زلزله در مجاورت اجزاء بتن ممکن است تحت اثر فشارهای ترکیبی در سطح هموار یا خارج از سطح هموار ترک بردارند،دچار شکشستکی شوند یا فرو بریزند

فهرست مطالب

فصل اول: اهمیت تقویت سازه بنایی

3-1- طرح بندی پایان نامه

این طرح بندی بر اساس مراحل پی در پی پیشرفت تحقیق سازمان دهی شده است. بنابراین، در بخش ۱ اهمیت تقویت عناصر بنایی را مطرح می کنیم، که به معرفی اهداف تحقیق منجر خواهد شد. در دنیا سیستمهای بنایی گوناگونی وجود دارد. شیوه های بنایی به حساب مناطق مختلف با هم فرق دارند. گذشته از این، می توان گفت علاوه بر ملزومات معماری و ساختمانی، مرسومات ساختمانی یک منطقه یا کشور در گزینش گونه شناسی معین ایفای نقش می کنند. بخش ۲. شرح مختصری از گونههای دیوارهای بنایی مورد استفاده در ساختمانهای موجود، و همچنین روش های تقویت با بهره گیری از مصالح «رایج» و FRT است. در بخش ۳. خواص مصالح FRT را به عنوان مصالح سازنده ارائه کرده ایم. روش های مورد استفاده در نصب ورقه ها و میله های FRT برای برنامه های آزمایشی انجام شده در این تحقیق را نیز شرح داده ایم. رفتار دیوارهای بنایی تحت تأثیر بارگذاری در سطح هموار و خارج از سطح همواره به ترتیب در بخش های ۴ و ۵ شرح داده شده اند. دیوارها با سیستم های ترکیبی مختلفی مانند ورقه های FRP کربن (FRP ،(CFRPآرامید(AFRP) و RRP شیشه ای ( GFRP)تقویت شده اند. به علاوه، با در نظر گرفتن این که ممکن است ساختمان های بنایی برجستگی بصری و معماری داشته باشند و این که کار تجهیز باید با حداقل دگرگونی قطعی ممکن تا آخرین مراحل صورت گیرد، رفتار دیوارهای تقویت شده با میله های GERT را بررسی کرده ایم. نمونه ها، راه اندازی و مراحل آزمایش ها را به تفصیل توضیح داده ایم. نتایج آزمایش ها تفسیر و مکانیزم های عدم کارآیی مشخص شده اند. مفروضات و عبارات مورد استفاده در توسعه ی مدل های تحلیلی ارائه شده اند. ارقام تحلیلی با ارقام آزمایشی مقایسه شده اند. بخش ۶ عواملی را مورد بررسی قرار می دهد که باید برای توجیه اقتصادی تجهیز عناصر بنایی با مصالح FRI در نظر گرفت و سرانجام، فصل ۷ نتایج تحقیقات مطرح گردیده است.

چکیده………………………………………………………………………………………………………………… 1

زمینه های تحقیق……………………………………………………………………………………. 2

حوزه و اهداف تحقیق…………………………………………………………………………….. 6

طرح بندی پایان نامه……………………………………………………………………………….. 7

ترکیب الیاف ورزین تشکیل دهنده FRP

ترکیب الیاف ورزین تشکیل دهنده FRP

فصل دوم:روش های رایج مقاوم سازی سازه های بنایی

۲-۱-۲ واحدهای بنایی در دیوارهای پشتیبان:

 در دیوارهای درونی یا پشتیبان، معمولاً دو قطعه یا بنایی مختلف یافت می شود؛ آجر سفال و قطعات بتنی، آجر سفال ساختمانی اولین بار، تقریباً از سال ۱۸۷۵، در ایالات متحده تولید شده اند. آجر سفال قطعه ای توخالی است که ویژگی آن هسته های موازی و شبکههای باریک و faceshellS است. در آغاز این نوع آجر در طبقات ساختمان و به عنوان یکی از مصالح ضد حریق برای ساختمان هایی با چهارچوب قولادی به کار می رفت. دامنه ای استفاده از آجر سفال، به لطف سبکی، بزرگی و آسانی استفاده در حین ساخت آن، به دیوارهای حامل، نماهای دیواری، سیلوها، ستون ها و … نیز کشیده شد. آمریکایی ها آجر سفال ساختمانی را در اوایل قرن بیستم، در دیوارهای تویر به کار میبردند. چند ساختمان برجسته که می توان این نوع ساخت را در آنها دید، از این قرارند: ساختمان «کرایسلر» نیویورک، ساختمان شهرداری لوس آنجلس و ساختمان شهرداری اوکلند، که مورد اخیر را بنایی تاریخی می دانند.

2-1 بنایی در ایالات متحده……………………………………………………………………………………… 9

2-1-1 نگاه کلی………………………………………………………………………………………………….. 9

2-1-2 واحدهای بنایی در دیوارهای پشتیبان………………………………………………………………. 12

2-2 تجهیز دیوارهای بنایی……………………………………………………………………………………. 13

1-2-2 روش های رایج مقاوم سازی………………………………………………………………………… 13

1-1-2-2 پوشش تقویت کننده خارجی…………………………………………………………………… 13

2-1-2-2 تقویت با فولاد داخلی……………………………………………………………………………. 15

3-1-2-2تقویت با صفحات فولادی خارجی…………………………………………………………….. 18

2-2-2 تقویت با ترکیبات  FRP………………………….ا…………………………………. 20

1-2-2-2 تقویت باورقه FRP………………….ا……………………………………………………………. 20

2-2-2-2 تقویت با میله FRP………………..ا……………………………………………………………… 26

3-2-2 اظهارات نهایی…………………………………………………………………………………………. 28

خرابی خارجی از سطح هموار

خرابی خارجی از سطح هموار

فصل سوم:خواص مصالح FRP

۵-۲۰-۳- خزش Creep :

فیبرهای کربنی و شیشهای مقاومت خوبی در برابر خزش دارند ولی اکثر رزینها بر خلاف گیبرها مقاومت خوبی در برابر خزشی ندارند. جهت قرار گیری و حجم الیاف یا گیبر تقویتی نقش بسزایی در عملکرد خزشی کامپوزیت دارد در در مورد یک نوع فیبر GERP با کیفیت مناسب تولید کرنش خزشی اندازه گیری شده است واین کرنش تنها حدود ۳ کرنش الاستیک اولیه بوده است. لذا می توان گفت مقاومت خزشی میلگردFRP نسبت به میلگرد فولادی خیلی بهتر است و تحقیقات انجام شده نشان می دهد اگر فولاد تحت تنشی بیشتر از ۷۵٪ تنشی نهایی خود قرار گیرد به صورت ناگهانی و بدون تغییر مقاومت دچار گسیختگی خزشی می شود. در مورد FRP نیز تحقیقات انجام شده توسط یک شرکت آلمانی روی GERP نشان می دهد اگر تنش اعمالی به آن کمتر از ۶۰٪ مقاومت نهایی باشد. گسیختگی خزشی رخ نمی دهد.

3-1 FRP چیست……………………………………………………………………………………………….. 30

3-2 دلایل استفاده روزافزون از FRP در صنعت ساختمان………………………………………………. 31

3-3 مزایای استفاده از FRP در سازه های بتن آرمه………………………………………………………. 31

3-5 کامپوزیتها………………………………………………………………………………………………….. 33

3-6 نقش ماتریس………………………………………………………………………………………………. 34

3-7 انواع فیبرها………………………………………………………………………………………………….. 35

3-8 پلیمر…………………………………………………………………………………………………………. 40

3-9 روند تشکیل پیوند پلیمری با افزایش درجه حرارت…………………………………………………. 41

3-10 مزایای پلیمرترموست……………………………………………………………………………………. 42

3-11 معایب پلیمرترموست……………………………………………………………………………………. 42

3-12 مزایای پلیمرترموپلاستیک…………………………………………………………………………….. 43

3-13 انواع رزینهای پلیمری ترموست……………………………………………………………………….. 44

3-14 مزایای استفاده از ماتریس اپوکسی…………………………………………………………………… 46

3-15 معایب استفاده از ماتریس اپوکسی…………………………………………………………………… 46

3-16 انواع رزینهای پلیمری ترموپلاستیک………………………………………………………………… 46

3-17 اشکال مختلف کاربردی FRP………………..ا……………………………………….. 51

3-18 برخی از موارد کاربرد FRP………………..ا…………………………………………. 51

3-19 اشکال مختلف FRP در صنعت ساختمان…………………………………………………………… 52

3-20 مزایای استفاده از میلگرد FRP……………………ا……………………………………. 53

3-21 خم کردن FRP…………………….ا………………………………………………… 56

3-23 پوشش های FRP………………….ا…………………………………………………………………… 58

3-24 روش های تولید FRP……………..ا…………………………………………………………………… 59

3-25 عوامل موثر در خواص یک محصول………………………………………………………………… 63

3-26 عوامل موثر در خواص مکانیکی FRP…………………………………..ا…………….. 63

3-27 تکنیک های تسلیح سطحی سازه ای………………………………………………………………… 64

3-28 میلگردهای صاف و عاج دار64

3-29 تاندونهای پیش تپنده…………………………………………………………………………………… 64

3-30 پوسته های عمل آمده در محل……………………………………………………………………….. 64

3-31 پوسته های پیش عمل آمده……………………………………………………………………………. 64

3-32 تکنیک های نصب……………………………………………………………………………………… 65

خرابی درسطح هموار

خرابی درسطح هموار

فصل چهارم: رفتار دیوارهای بنایی تحت اثر بارگذاری در سطح هموار

۴-۱ طرح مسأله

 سریIL با هدف ارزیابی رفتار پانل های URM مشابه آنچه در میانقاب ها یافت می شود. به وجود آمده است. تشخیص دادیم که رفتار این پانل ها در حضور یک قاب ساختمانی احاطه کننده متفاوت خواهد بود. دیوارهای بنایی را معمولاً به عنوان پارتیشن های داخلی یا دیوارهای خارجی بسته شده با قاب های فولادی یا بتنی مطابق با پوششی ساختمان به کار میبرند. میانقاب ها در مورد دوم، بسته به ملاحظات طراحی، ممکن است در برابر بارهای جانبی و عمودی مقاومت کنند یا مقاومتی نشان ندهند. برای ساده کردن طرح، تعامل بین میانقاب ها و قاب ساختمانی را نادیده گرفتهایم. نادیده گرفتن سهم میانقاب ها همیشه نمایانگر یک طرح محافظه کارانه نیست. وجود میانقاب ها ممکن است به سخت کردن قاب های آنها و در نتیجه توزیع دوباره ی بارها در طرح ساختمان منتهی شود. افزایش سختی قاب ممکن است نسبت میزان مورد انتظار از طرح، بار جانبی بیشتری را جذب کند. این ممکن است باعت ترک خوردگی دیوار و اعمال بار بیش از حد بر قاب شود.تحقیقات پیشین (سابنیسی، ۱۹۷۶) نشان داده اند که عمل ترکیب بین میانقاب ها بنا و قاب دور آن به سطح بار در سطح همواره بستن یا تکیه گاه در سطوح مشترک، و هندسه و سختی میانقاب ها بنا و هم قاب ساختمانی بستگی دارد. در سطح خیلی پایین بارگذاری در سطح همواره عمل ترکیب کاملی بین دیوار میانقابها و قاب مشاهده شد. هنگامی که بار افزایش مییابد. دیوار میانقابها و قاب دیگر با هم در تماسی نیتساند، مگر در نواحی اطراف دو گوشه که تنش ها خستگی هایی در هم فشردگی از قاب به بنا انتقال مییابد. این انتقال به شکل گیری یک پایه ی

تراکم جانبی می انجامد.

طرح مسئله…………………………………………………………………………………………. 76

سری IL………………………………………………………………….. 81

1-2-4 نمونه آزمایش………………………………………………………………………………………….. 81

2-2-4 لواازم آزمایش…………………………………………………………………………………………. 83

3-2-4 نتایج آزمایش………………………………………………………………………………………….. 85

4-2-4 مکانیسم گسیختگی…………………………………………………………………………………… 88

5-2-4 بررسی تحلیلی…………………………………………………………………………………………. 89

3-4 سری IF………………………………………………………………………………… 93

1-3-4 نمونه آزمایش………………………………………………………………………………………….. 93

2-3-4 لواازم آزمایش…………………………………………………………………………………………. 96

3-3-4 نتایج آزمایش………………………………………………………………………………………….. 99

4-3-4 بررسی تحلیلی……………………………………………………………………………………….. 102

دیوار تقویت شده شوگلر

دیوار تقویت شده شوگلر

فصل پنجم: رفتار دیوارهای بنایی تحت اثر بارگذاری در خارج از سطح هموار

۵-۱ طرح مسأله

 دیوارهای URM برای مقاومت در برابر بارهای خارج ارسطح هموار ناشی از فشار زیاد باد یا زمین لرزه، به قدرت کششی بنا وابسته هستند؛ لذا به خاطر همین محدودیت ممکن است ویران شوند. به علاوه، قاب های نسبتا محکم می توانند در هنگام قرار گرفتن دیوار در معرض بارگذاری خارج از سطح همواره از حرکت دیوار جلوگیری کنند. در نتیجه، نیروهای تراکمی در سطح هموار به وجود می آیند، که یک مکانیزم مقاومت در برابر بار ایجاد می کنند که از آن تحت عنوان «رفتار کمانی» یاد می شود. این عامل رفتار موجی اولیه ی دیوار را بهبود می بخشد. در مرحله ی نهایی، به دلیل تنش های تراکمی تولید شده توسط این مکانیزم در نواحی بالایی و پایینی دیواره واحدهای بنایی در انتداد لبهها دچار ترک خوردگی میشوند. بنابراین، برای درک کامل اثر بخشی راهبردهای مقاوم سازی، باید تأثیر مکانیزم طاق زدن بر رفتار دیوارهای تجهیز شده را به حساب آورد.

طرح مساله……………………………………………………………………………………….. 105

سری OF………………..ا…………………………………………….. 106

نمونه آزمایش……………………………………………………………………………………… 106

لوازم آزمایش……………………………………………………………………………………… 111

نتایج آزمایش……………………………………………………………………………………… 115

4-2-5 مکانیسم گسیختگی……………………………………………………………………. 132

5-2-5 بررسی تحلیلی………………………………………………………………………….. 133

1-5-2-5 بررسی استنتاج های تحلیلی بر روی دیوارهای URM………ا……………… 134

2-5-2-5 استنتاج های تحلیلی بر روی دیوارهای تقویت شده…………………………. 138

3-5-2-5 اعتبار مدل تحلیلی…………………………………………………………………. 140

فروریختن دیوارهای URM

فروریختن دیوارهای URM

فصل ششم:توجیح اقتصادی مصالح FRP

۶-۳-۲ تخریب و بازسازی:

در این گزینه به جای دیوار ناکارآدیواری جدید مطابق با معیارهای جدید می سازیم. این گزینه هزینه های بالایی مربوط به تخریب، آواربرداری و حمل و نقل مصالح جدید در محل در پی خواهد داشت. این روش برای بناهای تاریخی مناسب نیست، چون از ارزش تاریخی اثر می کاهد. اگر این گزینه، حتمی نباشد، باید آن را با گزینه های «عدم مقاوم سازی» و تجهیز، چه با مصالح رایج و چه با مصالح FRT مقایسه کرد.

 ۶-۳-۳ تجهیز ساختمانی:

 در این گزینه برای تجهیز ساختمان باید به کارگیری مصالح رایج یا FRP را مشخص کرد. چنان که پیش از این گفتیم که ساختمان های URM واقع در نقاط در معرض زمین لرزه یا بادهای شدید احتمالاً به تجهیز نیاز دارند. در آن مناطق، هزینه ی مورد انتظار عدم تجهیز ساختمان URM بالاست، که این امر یک توجیه روشن اقتصادی برای تجهیز به شمار می آید.

زمینه تحقیق……………………………………………………………………………………… 147

گزینه های تجهیز……………………………………………………………………… 148

روش های متداول مقاوم سازی…………………………………………………………………. 148

تقویت با مصالح دارای ترکیبات FRP……………………………………………. 150

تحلیل اقتصادی……………………………………………………………………………. 150

گزینه عدم مقاوم سازی………………………………………………………………….. 151

تخریب و باز سازی……………………………………………………………… 152

تجهیز ساختمانی…………………………………………………………………. 152

مقایسه گزینه ها………………………………………………………………….. 152

هزینه های مستقیم………………………………………………………….. 155

2-3-3-6هزینه های غیر مستقیم…………………………………………………………………………… 159

4-6 هزینه مصالح و ساخت تجهیز FRP……………………………………………………….ا…………. 160

5-6 خلاصه……………………………………………………………………………………………………. 163

فصل هفتم:نتایج

7-1-دیوارهای تحت بارگذاری در سطح هموار………………………………………………… 146

2-7 دیوارهای تحت بارگذاری خارج از سطح هموار…………………………………………………. 166

پیوست ها

سری IL…………………………………………………………………ا……………………. 148

سری IF…………………………………………………………………..ا…………………. 180

سری OF…………………………………………………………………ا…………………. 186

منابع و ماخذ……………………………………………………………………………………… 197

فهرست تصاویر

1-1-خرابی دیوارهای URM-ترکیه 1999………………………………………………….150

2-1 فروریختن دیوار URM-ترکیه 1999………………………………………………………151

1-3ساختمان مونوداناک-شیکاکو…………………………………………………………….152

1-4نتایج ازمایش پوشش تقویت کننده خارجی…………………………………………….152

5-1محل تقویت افقی-تقویت با فولاد داخلی………………………………………………..153

5-2 نتایج ازمایش تقویت با فولاد داخلی…………………………………………………………154

6-2 مقاوم سازی درونی………………………………………………………………………………154

7-2 مقاوم سازی با صفحات فولادی………………………………………………………………155

8-2 نتایج آزمایش مقاوم سازی با فولاد…………………………………………………………..155

9-2 دیوار تقویت شده شوگلر……………………………………………………………………….156


ABSTRACT

The worldwide engineering community has identified failures of URM walls as one of the major causes of material damage and loss of human life due to seismic events. Therefore, the development of effective and affordable retrofitting techniques for masonry members is an urgent need. Fiber Reinforced Polymer (FRP) composites provide solutions for the strengthening of URM walls subjected to in-plane and out-off lane overstresses caused by high wind pressures or earthquake loads. Three series of walls strengthened with FRP composite materials were tested for this research study. Part of the experimental phase was conducted on masonry walls belonging to a decommissioned building. The first two series studied the behavior of masonry walls under in-plane loads; whereas, the third series of walls investigated the outof-plane behavior. FRP composites in the form of laminates and rods were used as strengthening materials. The results showed that both shear and flexural capacities of masonry walls can be notably increased by strengthening with FRP composites. The tests performed in the field made possible to identify modes of failure not commonly observed in a laboratory environment. A strengthening method denominated “FRP structural repointing” demonstrated that besides increasing the wall capacity it can preserve its aesthetics. Analytical models to predict the behavior of strengthened walls, as well as provisional guidelines to design the FRP strengthening for shear and flexure are also presented. A financial justification for strengthening of masonry elements with FRP materials is also discussed. Finally, conclusions are provided and future research needs on the area of masonry strengthening with FRP systems are outlined.


مقطع : کارشناسی ارشد

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


فایل pdf غیر قابل ویرایش

خرید فایل pdf و سفارش فایل word

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید