فهرست و منابع پایان نامه پاسخ دینامیکی یک دال بتن مسلح تقویت شده با مصالح FRP تحت اثر بار انفجار به کمک روش اجزاء محدود
فهرست:
چکییده...............................................................................................................................................................................1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1 مقدمه............................................................................................................................ 3
1-2 سازه های مقاوم در برابر انفجار ...............................................................................................4
1-3 مقاوم سازی با استفاده از الیاف مسلح پلیمری(FRP) ................................................................................................6
فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده
2-1 خلاصه ای از تحقیقات پیشین................................................................................................8
فصل سوم:روش اجرای تحقیق
3-1 مبانی مدل سازی عددی............................................................................................................................................13
3-1-1 مقدمه...........................................................................................................................13
3-1-2 معرفی نرم افزار Abaqus.................................................................................................13
3-1-3 مشخصات مصالح...........................................................................................................14
3-1-3-1 رفتار بتن........................................................................................................................14
3-1-3-1-1 رفتار تک محوری بتن در فشار........................................................................................................15
3-1-3-1-2 رفتار تک محوری بتن در کشش......................................................................................................17
3-1-3-1-3 سخت شدگی کششی بتن.................................................................................................................19
3-1-4 مدلسازی فولاد................................................................................................................21
3-1-4-1 سخت شوندگی...............................................................................................................21
3-1-4-2 سطح تسلیم فن میسز...........................................................................................................................23
3-1-5 مدلسازی کامپوزیت های(FRP).................................................................................................................25
3-1-5-1 مدلسازی(FRP) در نرم افزار آباکوس................................................................................................26
3-1-6 تحلیل اجزا محدود سازه های بتنی به کمک نرم افزار Abaqus................................................................27
3-1-6-1 مدل بتن ترک خورده..........................................................................................................................28
3-1-6-2 مدل بتن شکننده..................................................................................................................................28
3-1-6-3 مدل بتن آسیب دیده پلاستیک............................................................................................................29
3-1-6-3-1 روابط تنش کرنش..........................................................................................................................30
3-1-6-3-2 آسیب و کاهش سختی بتن............................................................................................................32
3-1-6-3-3 تابع تسلیم......................................................................................................................................33
3-1-6-3-4 قانون جریان...................................................................................................................................36
3-1-6-4 نحوه تعریف مدل ساختاری در آباکوس.............................................................................................38
3-1-6-5 مشخصات تحلیل اجزا محدود............................................................................................................39
3-1-6-5-1 مدل سازی دال های بتن مسلح در این تحقیق.................................................................................42
3-1-6-6 روش حل مسائل.................................................................................................................................46
3-2 بارگذاری انفجار ومشخصات مصالح تحت اثر بار انفجار.........................................................................................47
3-2-1 تعریف انفجار................................................................................................................................................47
3-2-1-1 موج ضربه............................................................................................................................................49
3-2-1-2 موج فشار.............................................................................................................................................50
3-2-1-3 انتشار موج انفجار................................................................................................................................50
3-2-2 سطح بار انفجار.............................................................................................................................................51
3-2-3 طبقه بندی بارهای انفجاری بر اساس مبحث 21 از مقررات ملی ساختمان.................................................51
3-2-4 انفجار در هوا...............................................................................................................................................53
3-2-4-1 فشار مبنای انفجار( ).....................................................................................................................53
3-2-4-2 فشار دینامیکی( ).............................................................................................................................55
3-2-4-3 بازتاب(انعکاس) موج انفجار و فشارهای ناشی از آن.........................................................................56
3-2-4-4 پارامترهای مهم موج انفجار در هوا.....................................................................................................56
3-2-5 سازه های بتن آرمه مناسب در برابر انفجار...................................................................................................58
3-2-6 مقاومت دینامیکی بتن مسلح تحت اثر انفجار...............................................................................................59
3-2-6-1 ضریب افزایش مقاومت (SIF)...........................................................................................................61
3-2-6-2 ضریب افزایش دینامیکی (DIF)........................................................................................................61
3-2-6-3 تنش تسلیم در سازه های مقاوم در برابر انفجار..................................................................................63
3-3 مدل سازی عددی و اطمینان از صحت نتایج...........................................................................................................63
3-3-1 نمونه اول......................................................................................................................................................63
3-3-1-1 آزمایش دال بتنی در اثر بار انفجار......................................................................................................64
3-3-1-1-1 مشخصات هندسی و مصالح دال و شرایط مرزی.........................................................................64
3-3-1-1-2بارگذاری .......................................................................................................................................65
3-3-1-2 مدل سازی دال بتنی آزمایش شده در اثر بار انفجار............................................................................66
3-3-1-2-1 المان بتن مسلح و اطلاعات ورودی نرم افزار................................................................................66
3-3-1-2-2 مشخصات مصالح...........................................................................................................................66
3-3-1-2-2-1 مشخصات مصالح بتن................................................................................................................66
3-3-1-2-2-2 مشخصات مصالح آرماتور فولادی.............................................................................................68
3-3-1-2-2-2 مشخصات مصالح ((CFRP....................................................................................................69
3-3-1-2-3 تاریخچه بارگذاری و شرایط مرزی................................................................................................69
3-3-1-2-4 شبکه بندی...................................................................................................................................70
3-3-1-2-5 نتایج تحلیل..................................................................................................................................70
3-3-2 نمونه دوم...................................................................................................................................................74
3-3-2-1 آزمایش دال بتنی در اثر بار انفجار.....................................................................................................74
3-3-2-1-1 مشخصات هندسی و مصالح دال و شرایط مرزی........................................................................74
3-3-2-1-2 شرایط مرزی................................................................................................................................75
3-3-2-1-3 بارگذاری......................................................................................................................................76
3-3-2-1-4 تاریخ جابه جایی.........................................................................................................................76
3-3-2-2 مدل سازی دال بتنی آزمایش شده در اثر بار انفجار...........................................................................77
3-3-2-2-1 المان بتن مسلح و اطلاعات ورودی نرم افزار...............................................................................77
3-3-2-2-2 مشخصات مصالح.........................................................................................................................77
3-3-2-2-2-1 مشخصات مصالح بتن..............................................................................................................77
3-3-2-2-2-2 مشخصات مصالح آرماتور فولادی...........................................................................................79
3-3-2-3 تاریخچه بارگذاری وشرایط مرزی...................................................................................................79
3-3-2-4 شبکه بندی.......................................................................................................................................80
3-3-2-5 نتایج تحلیل......................................................................................................................................81
فصل چهارم:تجزیه و تحلیل و بیان نتایج حاصل از تحقیق
4-1 مقدمه......................................................................................................................................................................84
4-2 بررسی تاثیر لایه چینی های مختلف FRP بر عملکرد دال ها..............................................................................85
4-2-1 مقدمه..........................................................................................................................................................85
4-2-2 مدل های مورد مطالعه................................................................................................................................88
4-2-3 نتایج دالهای با یک لایه دو طرفه...............................................................................................................92
4-2-4 بررسی تنش در دال با توجه به نوع لایه چینی(FRP).............................................................................103
4-3 بررسی تعداد لایه های در رفتار دال های مقاوم سازی شده...............................................................................104
4-3-1 مقدمه........................................................................................................................................................104
4-3-2 بررسی دالهای با دو لایه...........................................................................................................................105
4-3-3 بررسی نتایج مربوط به دال های با تعداد لایه های مختلف و بحث روی نتایج......................................112
4-4 بررسی امتداد فیبرها در میزان باربری سیستم.......................................................................................................117
4-4-1 بررسی امتداد فیبرها در لایه های سرتاسری.............................................................................................121
4-4-2 بررسی امتداد فیبرها در آرایش بهینه 20deg...........................................................................................122
فصل پنجم:بحث و تفسیر و نتیجه گیری و جمع بندی
5-1 نتایج....................................................................................................................................................................126
5-2 پیشنهادات...........................................................................................................................................................128
منابع:
منابع فارسی................................................................................................................................................................129
منابع انگلیسی.............................................................................................................................................................129
پیوست
چکییده انگلیسی ....................................................................................................................................................131
منبع:
. بهشتیان نیما،سروش نیا سهیل / 1391 /کامل ترین مرجع کاربردی /ABAQUSانتشارات نگارنده دانش.
2.حصاری امین محمد،سرداری هاتف،لطف الهی یقین محمد علی/1386/مدل سازی و آنالیز با نرم افزار ABAQUS /انتشارات فروزش.
3. زهرهوند/جواد/1390/ بررسی عددی رفتار تیرهای عمیق بتن مسلح دو سر ساده دارای بازشو/ پایاننامه کارشناسی ارشد سازه/ دانشگاه تربیت مدرس تهران.
4.عابدی کریم/ 1377 /روش های عناصر محدود/انتشارات دانشگاه صنعتی سهند.
5. عربزاده ابوالفضل،نیکوروش مرتضی،سلطانی محمد مسعود/1391/تاثیر مدل های سخت شدگی کششی بر پاسخ عددی تیر های بتن مسلح تحت اثر لنگر خمشی پیچشی/ چهارمین کنفرانس ملی سالیانه بتن ایران.
6. .مقررات ملی ساختمان مبحث بیست و یکم: پدافند غیر عامل//1388 مرکز تحقیقات ساختمان ومسکن/ ویرایش ششم.
7. .موسوی سید جمال الدین،علوی نیا علی/1386/تحلیل عددی اثرات انفجار بر روی سازه های بتنی/ پایان نامه دانشگاه بو علی
سینا
8. نجمی وزنه محسن،محمود زاده کنی ایرج / 1379/بررسی اثر انفجار در حملات هوایی روی سازه های نظامی/پایان نامه دانشگاه تهران.
9. Abaqus 6.10 documentation/ Concrete damaged plasticity/ABAQUS Ver. 6.10/22
10.Ashkan Sharifi, Mahmoud-Reza Banan, Mohammad-Reza Banan/ A strain-consistent approach for determination of bounds of ductility damage index for different performance levels for seismic design of RC frame members/ Engineering Structures/2012/37/143-151
11. C. Wu, D.J. Oehlers/ M. Rebentrost/ J. Leach, A.S. Whittaker/Blast testing of ultra-high performance
fibre and FRP-retrofitted concrete slabs/ Engineering Structures/2009/31/2060-2069
12.CEB-FIP Technical Report/Practitioner’s Guide to Finite Element Modeling of Reinforced Concrete Structures/ Published by The International Federation For Structural Concrete (FIP), 2008.
13. D. N. Giang/A Thermodynamic Approach to Constitutive Modelling of Concrete using Damage Mechanics and Plasticity Theory/ PhD Dissertation/University of Oxford, 2005.
14.Federal Emergency Management Agency/ Primer for Design of Commercial Buildings to Mitigate Terrorist Attacks/ FEMA427/ 2003.
15. Herajovich.C.T/ Mechanic of fibrous composites/John wiley/1998.
16. J. Jones, C. Wu, D.J. Oehlers, A.S. Whittaker, W. Sun, S. Marks, R. Coppola/ Finite difference
analysis of simply supported RC slabs for blast loadings/ Engineering Structures/2009/31/ 2825-2832
17. Jin-Won Nam, Ho-Jin Kim, Sung-Bae Kim, Na-Hyun Yi, Jang-Ho Jay Kim/ Numerical evaluation of
the retrofit effectiveness for GFRP retrofitted concrete slab subjected to blast pressure/ Composite
Structures /2010/92 /1212–1222
18. Khalid M. Mosalam/ Ayman S. Mosallam/ Nonlinear transient analysis of reinforced concrete slabs
subjected to blast loading and retro®tted with CFRP composites/ Composites /2001/ Part B 32/ 623–636
19. K. Orakcal, L. M. Massone, J. W. Wallace/Analytical Modeling of Reinforced Concrete Walls for Predicting Flexural and Coupled– Shear-Flexural Responses/University of California, Los Angeles/ PEER Report/October 2006
20. Lee and G. L. Feneves/Plastic-Damage Model For Cyclic Loading of Concrete Structures/ Structural Engineering,124(8)/pp.892-900, 1998
21. L.D Peel/ Investigation of high and negative poisoon’s ratio laminates/ published by society for the advancement of material and process enfinnering with permission
22.LOW Hsin-, HAO Hong, MA Guo-wei/, MA Guo-wei, (1998)/ Numerical Simulation Of Dynamic Responses of RC Slabs Under Blast Loading/ International symposium on strength theory/ Application development & prospects for 21st century.
23. .Low Hsin Yu, Hao Hong/, (2001)/ Reliability analysis of reinforced concrete slabs under explosive loading/” Structural Safety/Volume 23/ Issue 2/ Pages 157-178.
24. Luccioni Bibiana María/ Luege Mariela/(2006)/ Concrete pavement slab under blast loads/International Journal of Impact Engineering/, Volume 32/, Issue 8/ Pages 1248-1266.
25. Pedro F. Silva, Binggeng Lu/Improving the blast resistance capacity of RC slabs with innovative
composite materials/ Composites /2007/ Part B 38/ 523–534.
26. Shima H, Chou L, Okamura H.:/Micro and Macro Models for Bond in Reinforced Concrete/J faculty eng, The University of Tokyo (B) 1987;39(2):133-94.
27.S. Kumar, S.V. Barai/Concrete Fracture Models and Applications/ New York, Springer/ 2010.
28. S. Lee/Nonlinear Dynamic Earthquake Analysis of Skyscrapers/ CTBUH 8th World Congress on Latest Advances in Tall/Articulated/Sustainable Towers, Dubai, 2008.
29. Unified Facilities Crirerla (UFC)/ Structures to resist the effects of accidental explosions/2008/1-1943.
30. www.house.gov/hasc/Publications/104thCongress/Reports/saudi.pdf
31.Y.S. Tai , T.L. Chu , H.T. Hu , J.Y. Wu /Dynamic response of a reinforced concrete slab subjected to air blast load/Theoretical and Applied Fracture Mechanics/(2011) 140–147.
32.Z. Shi/Crack Analysis In Structural Concrete/Theory And Application/USA, Elsevier, 2009.