پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP

فهرست پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP

فهرست:

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه ....................................................................................................................................................................................2

1-2- بیان مسئله ...........................................................................................................................................................................3

1-3- پیشینه تحقیق .....................................................................................................................................................................3

1-4- ضرورت، اهمّیت و هدف تحقیق .......................................................................................................................................8

1-5- ساختار تحقیق .....................................................................................................................................................................9

فصل دوم: آشنایی با مصالح کامپوزیتی FRP

2-1- معرفی ورق های FRP ...................................................................................................................................................11

2-1-1- مقدمه....................................................................................................................................................................12

2-1-2- انواع ورق های کامپوزیت FRP ....................................................................................................................12

2-1-3- رزین های تشکیل دهندهFRP .....................................................................................................................12

2-1-4- انواع فیبرهای تشکیل دهنده FRP .............................................................................................................12

2-1-5- خصوصیات الیاف................................................................................................................................................13

2-1-6- ویژگی های مکانیکی کامپوزیت های FRP ...............................................................................................14

2-1-7- مقایسه عملکرد انواع کامپوزیت های FRP در مقاوم سازی سازه ها .................................................. 15

2-1-8- ضریب ایمنی ..................................................................................................................................................... 16

2-1-9- روش های مقاوم سازی ....................................................................................................................................16

2-1-10- ملاحظات اجرایی ............................................................................................................................................19

2-1-11- اصلاح شکل مقطع .........................................................................................................................................20

2-1-12- ضوابط طراحی و بهسازی ستون ها با FRP ............................................................................................21

فصل سوم: روش های مدل سازی و تحلیل لرزه ای پل ها

3-1- مقدمه ..................................................................................................................................................................................29

3-2- روش بدست آوردن تغییر مکان هدف در FEMA-356 ........................................................................................29

3-3- روش بدست آوردن جابجایی تقاضا در ATC-40 ....................................................................................................33

3-3-1- روش طیف ظرفیت برای بدست آوردن نقطه عملکرد سازه بر اساس آیین نامه ی  ATC-40.......36

3-4- رفتار اعضای سازه .............................................................................................................................................................50

3-5- مقاومت مصالح ..................................................................................................................................................................51

3-5-1- روش بدست آوردن کرانه ی پایین مقاومت مصالح و مقاومت مورد انتظار مصالح در طراحی..........52

3-6- ضریب آگاهی .....................................................................................................................................................................54

3-7- کاربرد ضریب آگاهی در بهسازی و طراحی بر اساس عملکرد ................................................................................56

3-8- معیارهای پذیرش برای روش های غیر خطی ............................................................................................................56

3-9- معیارهای پذیرش برای سازه های بتن آرمه بر اساس دستورالعمل بهسازی و FEMA-356 .......................58

3-9-1- مقاومت مورد انتظار در اعضای بتن مسلح بر اساس FEMA-356 ......................................................58

3-9-2- مقاومت مورد انتظار در اعضای بتن مسلح بر اساس دستورالعمل بهسازی ..........................................58

فصل چهارم: معرفی سازه مورد مطالعه و تحلیل آن

4-1- مقدمه .................................................................................................................................................................................64

4-2- معرفی سازه مورد مطالعه ...............................................................................................................................................64

4-2-1- مشخصات مصالح و پل مورد مطالعه .............................................................................................................64

4-3- بارگذاری ............................................................................................................................................................................70

4-3-1- بار زنده ................................................................................................................................................................70

4-3-2- اثر جریان آب .....................................................................................................................................................72

4-3-3- فشار جانبی خاک ..............................................................................................................................................72

4-3-4- اثر باد ...................................................................................................................................................................72

4-3-5- اهداف عملکردی ...............................................................................................................................................73

4-3-6- بارهای جانبی .....................................................................................................................................................75

4-3-7- اثر P-∆  ..............................................................................................................................................................76

4-4- روش تحلیل دینامیکی پل ها ........................................................................................................................................81

4-4-1- روش تحلیل دینامیکی طیفی (با استفاده از تحلیل مدها) ......................................................................82

4-4-2- روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ........................................................................................................84

فصل پنجم: آنالیز مدل و بررسی نتایج

5-1- مقدمه .................................................................................................................................................................................93

5-2- مدل سازی در نرم افزار اجزای محدود ABAQUS ..............................................................................................93

5-2-1- مدل سازی بتن در نرم افزار ABAQUS ...................................................................................................93

5-2-2- مدل سازی FRP در ABAQUS ...............................................................................................................97

5-2-3- مدل سازی آرماتور در ABAQUS ..........................................................................................................100

5-3- ارزیابی صحت مدل تحلیلی .........................................................................................................................................100

5-4- تحلیل دینامیکی غیر خطی .......................................................................................................................................102

5-4-1- اثر CFRP بر جابجایی و برش پایه ..........................................................................................................102

5-4-2- نمودارهای تاریخچه زمانی جابجایی پایه ها .............................................................................................108

5-4-3- اثر CFRP بر انرژی ......................................................................................................................................138

5-5-  نتایج حاصل از اثر باد بر روی پل ها .......................................................................................................................155

فصل ششم: جمع بندی و نتیجه گیری

6-1- کلیات ..............................................................................................................................................................................157

6-2- خلاصه تحقیق و نتیجه گیری ...................................................................................................................................157

6-3- پیشنهادات برای تحقیقات آینده ...............................................................................................................................158

مراجع ..........................................................................................................................................................................................159

منبع:

آیین نامه بارگذاری پل ها، 1379، نشریه 139، معاونت امور فنی، دفتر امور فنی، تدوین معیارها، سازمان مدیریت و برتامه ریزی کشور.

ابراهیمی مقدم، امین و المولی، امیر عبدالله، 1390، تحلیل عددی و مقاوم سازی پایه پل های بتنی مسلح با مقطع دایره ای به روش تقویت با ورقه های کامپوزیتی CFRP  .

برقی، مصطفی و حداد، میثم، 1387، ارزیابی تقویت خمشی پایه پل بتن آرمه توسط GFRP تحت بارگذاری دوره ای، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی،.

بهشتی،  سید بهرام و پارسائی، 1388، محمد، بررسی تقویت خمشی پایه پل بتنی مسلح با FRP به روش اجزای محدود.

تفسیر دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود، 1381، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله.

جلال، مصطفی، 1388، ارزیابی ظرفیت باربری پل های بهسازی شده با کامپوزیت FRP.

حمره، جلال،1387، تعمیرات دیوارهای بنایی برای مقاومت در برابر زلزله با FRP، عمران و مقاوم سازی.

دانش، فخرالدین و بهشتی اول، سید بهرام؛ شاهرودی، مهناز، 1388، تخمین پارامترهای اثرگذار بر رفتار غیرخطی ستونهای دورپیچ شده با CFRP  به روش اجزاء محدود.

دریا بیگی، سید رضا؛ حسینی حصاری، سید حسین و رضایی فر، امید؛ 1390، تقویت و بهسازی سازه های بتنی با مصالح FRP مفاهیم و کاربرد، انتشارات علم و ادب، چاپ اول.

 رهگذر، رضا؛ قنبری، حمید و علمدار زاده، پیمان،1387 ،ارزیابی آسیب پذیری و ارائه طرح بهسازی لرزه ای پل بتن آرمه در محور سیرجان- قطروئیه در استان کرمان، سومین کنفرانس بین المللی پل، تهران.

 زارع برزشی، محمدرضا و صمد قدس، امیر؛1391 ، مقاوم سازی پل های بتنی.

 سازمند، اسلام؛ مالک، شاهرخ و ساعدی داریان، امیر؛ 1390، بهسازی اجزاء و اتصالات پایه های قابی شکل بتن آرمه پل ها با بهره گیری از مواد کامپوزیت، نشریه مهندسی عمران و نقشه برداری، دوره 45، شماره دوم، صص 19-179.

 شربتدار، محمد کاظم و بهاری زاده، علی؛ سیوندی پور، عباس، 1388، بررسی نرم شدگی و سخت شدگی کرنش بتن محصور شده با ورق های FRP بر مقاومت و شکل پذیری اعضاء فشاری.

 صالحیان، حمید رضا و اصفهانی، محمد رضا، 1388 بررسی آزمایشگاهی مقاومت ستون بتنی محصورشده با GFRP تحت اثر توام نیروی محوری و لنگر خمشی و مقایسه با مدلهای تئوری.

 عباسزاده ، مهدی، 1388، مقایسه دقت پیش بینی مدل های ارائه شده برای محصورشدگی ستون های بتنی دایروی محصور شده با الیاف FRP.

 عباس نیا، رضا و رستمیان، مهدی، 1389 بررسی رفتار تنش – کرنش ستون ها یا نمونه های بتنی مسلح ومحصورشده با FRP.

 عندلیب، امیر، 1391، مدل سازی اثر الیاف کامپوزیتی FRP بر مقاوم سازی ستون های بتنی مسلح به روش المان محدود، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه گیلان، رشت.

 فاضلی پور، محیا و توکلی زاده، محمدرضا، 1390، بررسی اثرچیدمان ورق های CFRP در مقاوم سازی دیوارهای بتنی دربرابر بار انفجار، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، سمنان.

 قصابی کندلجی، مهدی و مهدیزاده اقدام، مصطفی؛1385، معرفی کامپوزیت های FRP در تقویت و مقاوم سازی سازه ها در برابر حوادث طبیعی، همایش عمران و مقاوم سازی، اطلاع رسانی توسعه پژوهان هزاره سوم.

 کریمی کنزق، عباس، 1388، ارزیابی لرزه ای پل ها با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور) ،پایان نامه کارشناسی ارشد،دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل.

 کریمی، محمد، 1392، آشنایی با بتن الیافی و FRP، تولید کننده و صادر کننده پلی استر و پلی پروپیلن.

 مجیدی شیل فر، رامین و حیدری، روزبه، 1390، تقویت سازه های بتنی با استفاده از الیاف مسلح شده پلیمریCFRP، اولین کنفرانس بین المللی و سومین کنفرانس ملی سد و نیروگاه های برق آبی.

 مرادی، اسماعیل و پریش، یوسف، 1390، ارزیابی روش های بهسازی سازه ای پل ها با الیاف FRP، کنفرانس بین المللی بهسازی لرزه ای، تبریز.

 ناطق الهی، فریبرز و ملکی، شهرام؛ 1385، مقاوم سازی سازه های بتنی با استفاده از FRP، چاپ اول، تهران، انتشارات نورپردازان

 نشریه 139، آیین نامه بارگذاری پل ها، 1379، معاونت امور فنی، دفتر امور فنی، تدوین معیارها، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور.

 نشریه 360، دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود، 1385، معاونت امور فنی، دفتر امور فنی، تدوین معیارها و کاهش خطر پذیری ناشی از زلزله، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور.

 نشریه 463، آیین نامه طرح پل های شوسه و راه آهن در برابر زلزله،1387، معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رئیس جمهور.

 واثقی ، اکبر. زرجو، محسن" ارزیابی اثر الیاف کامپوزیتیFRP در تقویت پایه های بتنی دایره ای شکل پل ها به روش اجزا محدود"1390.

 ABAQUS Analysis Userʼs Manual version 6.10.1.

 Applied Technology Council, 1996, Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings, ATC-40 Report, Redwood City, California, Novemvber.

 Applied Technology Council, 1996, Improved seismic design criteria for California bridges, Resource Document. ATC-32-1 Report, Redwood City, California.

 Chestre, Carlos, Manual A.G. Silva, 2010, Monotonic axial behavior and modeling of RC circular columns confined with CFRP, . Engineering Structures, Volume 32, Issue 8, August 2010, Pages 2268-2277.

 FEMA-356, Applied Technology council ,2000, Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of building, Washington, Federal Emergency Management Agency, November.

 FEMA-440, Applied Technology Council, 2005, Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures, Washington , Federal Emergenncy Agency, Jun.

 Priestly, M. J. N., Seible, F., and Calvi, G. M., 1996, Seismic Design and Retrofit of Bridges, John Wiley & Sons, Inc., New York.

 A. Nanni Chairman, H. Saadatmanesh Secretary, M. R. Ehsani Subcommittee chairman for the State-of-the-Art Report, 2002, State-of-the-Art Report on Fiber Reinforced Plastic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures Reported by ACI Committee 440.

 Eunsoo Choi, Inkyu Rhee, Joonam Park, Baik-Soon Cho, 2011, Seismic retrofit of plain concrete piers of railroad bridges using composite of FRP-steel plates, Available online at

 WWW.Sciencedirect.com