بررسی تحلیل غیرخطی و مدل سازی عددی تیرعمیق بتن مسلح دارای بازشو تقویت شده با FRP توسط نرم افزار اجزاء محدود

توضیحات

چکیده

در این مطالعه به ارزیابی و مقایسه تحلیل غیرخطی و عددیتیرهای عمیق بتن مسلح دارای بازشو بدون مقاوم سازی با تیرهای عمیق بتنی دارای بازشو مقاوم شده با ورق هایFRP و تیرهای عمیق بتن مسلح بدون بازشو توسط نرم افزار اجزاء محدود Abaqusپرداخته شده است. با استفاده از روش اجزاء محدود غیر خطی، ۹ نمونه تیر عمیق با تکیه گاه های ساده تحت بار متمرکز مدل سازی و میزان اثر بخشی ورق های FRPبر مقاومت نهایی تیرهای عمیق بتن مسلح دارای بازشو مورد مطالعه قرار گرفته است. به این منظور از یک نمونه تیر عمیق بتن مسلح بدون بازشو به عنوان تیر شاهد و ۴ تیر عمیق بتن مسلح دارای بازشو (دایره ای و مربعی) بدون تقویت و ۴ نمونه تیر عمیق بتن مسلح دارای بازشو (دایره ای و مربعی) تقویت شده با ورقه های FRPاستفاده شده است.

تقویت توسط ورقه های FRP، دورتادور بازشوها، در بالا بردن ظرفیت تیرهای عمیق بتن مسلح بسیار موثر بوده است. مدل سازی اجزاء محدود نمونه هابا استفاده از نرم افزار اجزاء محدودAbaqusانجام شده است.

 کلید واژه ها: تیر عمیق، بتن مسلح، بازشو، اجزاء محدود، FRP، تحلیل غیرخطی.

 

 

فهرست مطالب

فصـل اول مقدمه۱

۱-۱-تیر عمیق۳

۱-۲-بازشوی جان۴

۱-۳-اهمیت این مطالعه۴

۱-۴-هدف این مطالعه۵

فصل دوم تیر عمیق بتن مسلح۷

۲-۱-مقدمه۸

۲-۲-بتن۸

۲-۲-۱-رفتار فشاری بتن۸

۲-۲-۲-محصوریت در بتن به وسیله خاموت۹

۲-۲-۳-مدل کنت و پارک۱۰

۲-۲-۴-نسبت پواسون۱۱

۲-۳-فولاد مسلح کننده بتن۱۱

۲-۴-الیاف مقاوم پلیمری۱۲

۲-۴-۱-الیاف۱۴

۲-۴-۲-ماتریس۱۴

۲-۴-۳-مزایای FRP15

۲-۴-۴-معایب FRP16

۲-۵-تیرعمیق بتن مسلح۱۶

۲-۵-۱-تیر عمیق بتن مسلح با بازشو۱۷

۲-۵-۲-مقاوم سازی تیر عمیق بتن مسلح دارای بازشو۱۸

۲-۶-تاریخچه مطالعات پیشین۲۰

فصل سوم مدلسازی۲۸

۳-۱-مقدمه۲۹

۳-۲-مدل سازی تیر بتنی۳۰

۳-۲-۱-مدلسازیآسیب۳۰

۳-۳-آسیب اولیه۳۱

۳-۴-معیار حداکثر تنش اسمی۳۲

۳-۵-معیار حداکثر کرنش اسمی۳۲

۳-۶-ضابطهتنش اسمیدرجهدوم۳۲

۳-۷-ضابطهکرنش اسمیدرجهدوم۳۲

۳-۸-رشد آسیب۳۲

۳-۹-بررسی مدل رفتار اصطکاکی (Contact)33

۳-۱۰-استفاده از مدل اصطکاکی اولیه (Coulomb)33

۳-۱۱-استفاده از مدل پیش فرض۳۴

۳-۱۲-تعیین تابع اصطکاک جنبشی و ایستائی۳۵

۳-۱۲-۱-…………….. استفاده از محدودیت تنش برشی انتخابی۳۵

۳-۱۲-۲-………………………. رابطه های فشار-تماس بسیار نزدیک۳۶

۳-۱۲-۳-…………………………………….. استفاده از رابطه تماس سخت۳۶

۳-۱۲-۴-استفاده از ارتباط تماسی «سخت» اصلاح شده در تحلیل استاندارد۳۷

۳-۱۲-۵-………… بررسی مدل رفتاری آسیب پلاستیک بتن (CDP)37

۳-۱۳-صحت سنجی مدل۳۹

۳-۱۴-هندسه مدل۳۹

۳-۱۴-۱-………………………………………………. مشخصات هندسی تیر عمیق۳۹

۳-۱۴-۲-…………………………………………………………………………. خواص مصالح۴۰

۳-۱۴-۳-………………………………………………………… مدل سازی تیر شاهد۴۱

۳-۱۴-۳-۱-……………………………………………. مدل سازی بتن مسلح۴۱

۳-۱۴-۳-۲-……………………………………………. مدل سازی میلگردها۴۱

۳-۱۴-۳-۳-…………………………………… مدل سازی ورق های CFRP42

۳-۱۴-۳-۴-…………………………………………………… تعریف بارگذاری۴۲

۳-۱۴-۳-۵-………………………………………………… شرایط تکیه گاهی۴۲

۳-۱۴-۳-۶-……………………………………………………………………. مش بندی۴۲

۳-۱۴-۳-۷-………………………………………………………….. نتایج تحلیل۴۳

۳-۱۴-۳-۸-……………………………………………………… مدل تقویت شده۴۳

۳-۱۴-۳-۹-…………………………….. روش تقویت تیر بتنی عمیق۴۳

۳-۱۴-۳-۱۰-مشخصات CFRP43

فصل چهارم تحلیل۴۴

۴-۱-تیر عمیق بتن مسلح (تیر شاهد)۴۵

۴-۲-تیر عمیق بتن مسلح با بازشو۴۹

۴-۲-۱-تیر عمیق بتن مسلح با بازشو مربعی۴۹

۴-۲-۱-۱-تیر عمیق بتن مسلح با باز شوی مربعی با ابعاد mm15049

۴-۲-۱-۲-تیر عمیق بتن مسلح با باز شوی مربعی با ابعاد mm20054

۴-۲-۲-تیر عمیق بتن مسلح با باز شوی دایره ای۵۸

۴-۲-۲-۱-تیر عمیق بتن مسلح با بازشوی دایره ای با قطر mm15058

۴-۲-۲-۲-تیر عمیق بتن مسلح با بازشوی دایره ای با قطر mm20063

۴-۳-تیر عمیق بتن مسلح با بازشوی تقویت شده با CFRP67

۴-۳-۱-تیر عمیق بتن مسلح تقویت شده با CFRP با بازشوی مربعی۶۷

۴-۳-۱-۱-تیر با بازشوی مربعی تقویت شده با CFRPبا ابعاد mm15068

۴-۳-۱-۲-تیر با بازشوی مربعی تقویت شده با CFRPبا ابعاد mm15071

۴-۳-۲-تیر عمیق بتن مسلح با بازشو دایره ای تقویت شده با CFRP74

۴-۳-۲-۱-تیر با بازشوی دایره ای تقویت شده با CFRPبا قطر mm15074

۴-۳-۲-۲-تیر با بازشوی دایره ای تقویت شده با CFRPبا قطر mm20078

۴-۴-مقایسه تیر عمیق بتنی ساده و تیرهای عمیق بتنی دارای بازشو۸۲

۴-۵-مقایسه تیر بتنی عمیق با بازشو و تقویت شده با CFRP83

۴-۶-مقایسه کلی نمونه ها۸۴

فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات۸۵

۵-۱-نتایج۸۶

۵-۲-پیشنهادات۸۷

منابع۸۹