دانلود پایان نامه : تاًثيرات تقويت تراكمي بر روي استحكام برشي تيرهاي پل بتن مسلح

دانلود پایان نامه : تاًثيرات تقويت تراكمي بر روي استحكام برشي تيرهاي پل بتن مسلح

تعداد صفحات: 63

فرمت فایل: word

دسته بندی:

قیمت: 4400 تومان

تعداد نمایش: 471 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 29 می 2016

به روز رسانی در: 29 می 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

4400 تومان – خرید

دانلود پایان نامه : تاًثيرات تقويت تراكمي بر روي استحكام برشي تيرهاي پل بتن مسلح

 

ظرفيت برشي پيش بيني شده از تيرهاي بتن مسلح موجود يك موضوع مهمي است كه لازم است به تفصيل بيشتري ذكر شود. توجه در خصوص اينكه آيا كد ارزيابي پل جاري براي انگلستان خيلي محافظه كارانه است هنگامي كه مقاومت برش تيرهاي بتن موجود ارزيابي مي گردد كه حاوي مقادير قابل ملاحظه اي از فولاد مي باشد در طي ارزيابي نا ديده گرفته مي شود. اين مقاله به تاثيرات سودمند چنين فولاد تراكمي اي بر روي استحكام برش تيرهاي بتن مسلح توجه دارد. نتايج بررسي آزمايشگاهي با پيش بيني هاي كد جاري براي استحكام برش تيرهايي مقايسه مي شوند كه فرض مي شوند صرفاً حاوي فولاد كشش مي باشد. فشردگي هاي بعدي با يك راه حل پلاستيسيتة حدّ بالايي انجام مي شوند كه قادر است تمام تقويت فولاد را در يك تير بتن در نظر بگيرد. دلايل متعددي وجود دارند كه چرا پل ها مخازن پنهان استحكام را، نشان مي دهند و عمل غشاء فشاري احتمالاً از همه مهمتر است. با اين حال، دلايلي از قبيل حضور فولاد فشاري به استحكام پنهان كمك مي كند طوري كه تحقيق از اين نوع، براي ارزيابي درست و انجام پيش بيني هاي استحكام لازم است. و نشان داده مي شود كه حضور فولاد با فشردگي زياد داراي تأثير چشمگيري بر روي ظرفيت تيرهاي پل بتن مسلح است كه داراي تقويت نهايي برش مي باشد.

نمادها(نمادگذاري):

Abs مساحت فولاد تحتاني در تير        

          d عمق مؤثر تير

Ats مساحت فولاد فوقاني در تير        

           a طول دهانه برش

                 D  نرخ  پراكندگي يا پراكنش انرژي در واحد حجم    

                bs d فاصله از نقطة دوران تا فولاد كف(تحتاني)

                ts d فاصله از نقطه دوران تا فولاد سر(فوقاني)

 ED               نرخ پراكنش انرژي كل در سيستم

EDc              پراكنش انرژي ناشي از بتن (صرفاً)

               EDci  پراكنش انرژي ناشي از بتن در هر نقطه در امتداد خط     ناپيوستگي

 EDs              پراكنش انرژي ناشي از فولاد (صرفاً)

                  fc  استحكام فشاري مؤثر بتن

   استحكام مكعب فشاري بتن

ft  استحكام كشش بتن                                    

fy استحكام تسليم فولاد

Pهر بار بكار رفته (N )

aزاوية بين جهت     Si  و خط ناپيوستگي

Sبردار جابجايي نسبي در عرض يك خط ناپيوستگي

Siبردار جابجايي نسبي در هر نقطه در امتداد يك خط از ناپيوستگي

IPفاصله از خط دوران تا بار نقطة اول(mm)

Lstirrap طول دهانة برش كه بر روي آن ركاب ها(Stirrups) بطور مؤثر لنگر مي شوند.

nتعداد ركاب هايي كه ناپيوستگي مفروض را قطع مي كند

Uجابجايي افقي نمادي از بخش صلب

WDكار خارجي كل انجام شده بر روي سيستم

Xعمق تا محور خنثي بصورت يك تناسب از d   

 aزاويةبين    S   و خط ناپيوستگي

¦دوران بفش صلب

Æزاوية داخلي اصطحكاك براي بتن

Vضريب تأثير براي بتن

PS                 درصد فولاد طولي در تير

  Psv        درصد فولاد ركاب (Stirrup)در تير

 

مقدّمه:

به دليل افزايش ترافيك و وزن بالاتر كاميونها،هر پل اي در انگلستان از لحاظ استحكام برش و انعطاف پذيري اش ،بصورت بخشي از برنامة ارزيابي پل انگلستان مورد ارزيابي قرار مي گيرد. مؤسسةبزرگراه ها،ناحيه(مساحت) اي از بتن را تعريف كرده است. موسوم به ارزيابي استحكام برش تيرهاي پل بتن، كه حاوي مقادير قابل توجهي از فولاد (متراكم) است. راهنماي ارزيابي پل انگليسي BD 44/95 حضور فولاد(متراكم) فوقاني را ناديده مي گيرد هنگامي كه استحكام برشي يك تير بتن مسلح را پيش بيني مي نمايد اين موارد در طي يك فرآيند طراحي قابل بررسي مي باشند.با اين حال، ارزيابي فعلي با استفاده از نظرية الاستيك يك درك محافظه كارانه از استحكام يك پل بتن موجود را ارائه مي كند اكثر پل هاي بتني موجود داراي مقادير كافي از فولاد براي ايجاد يك قفسه براي ساختمان Stirrup هستند. اما اين فولاد(ثانويه)در طي ارزيابي ناديده گرفته ميشود.اين امر منجر به ترميز غيرضروري شده و از لحاظ بالقوه براي جامعه در طي ارزيابي يك پل موجود،گران قيمت است.

كار زيادي براي چندين دهه به صورت ضرايب گوناگون انجام شده است كه بر روي استحكام برشي تيرهاي بتن تأثير مي گذارد(استحكام بتن،درصد تقويت كششي،درصد تقويت Itirrup ).

با اين حال، كار كمي براي تعيين تأثيرات فولاد بر استحكام برشي تيرهاي بتن انجام شده است كانينر و گروه محققان تمام فولاد را در تحليل هاي خودشان با توسعة نظرية ميدان فشرده انجام داده اند.

آنها متوجه شده انداستحكام فشار بتن در ارتباط با پهنا و تعداد ترك هاي كششي از بين ميرود كه موازي با تنش فشاري مي باشد  . Kemp وalsafi  استفاده از راه حل پلاستيك ـ صلب مرز بالايي را پيشنهاد كردند كه توسط نيلسن و براستروپ بدست آمد. امّا از يك روش ديگر استفاده كرد كه پيشنهاد مي كند كه: دوران هاي بلوك هاي صلب  در نقص برشي رخ مي دهد شبيه به روش توسعه يافته توسط Ibell I .

روش پلاستيسيته مرز بالايي ، ارتباط خوب با نتايج آزمايش را فراهم مي كند، هنگامي كه ضريب تأثير صحيح براي بتن انتخاب مي شود .

Hamadi  وRegan   بيان كرده اند كه منطقة فشردگي در تير هاي بتن تا 40 %  مقاومت برش كل را فراهم مي نمايد. بنابراين:شخص انتظار دارد كه از تأثيرات سودمند بهره ببرد. با اين حال،اين امر در تحليل آنها ناديده گرفته شد. تايلور انتقال نيرو را در ترك ها مطالعه كرد و پيشنهاد كرد كه مقاومت برشي يك تير توسط سه مؤلفه شكل گرفت:

عمل (dowel  )،اصطحكاك ترك و برش منطقة فشاري. برش منطقة فشاري 20 الي %40 مقاومت برشي است. Anderson و Ramiret نشان دادند كه فولاد top بالايي در معرض خميدگي (buckling ) در غياب ركاب (stirrups ) مي باشد اما مجدداً اين امر در تحليل ناديده گرفته شد. Wilby نتيجه گرفت كه وقتي ميله هاي تقويت كننده در مناطق فشردگي از تير هاي مستطيلي لحاظ شدند كه بطور ناكافي با stirrup ها دوباره كرنش دار شدند، خميدگي تمايل دارد تا رخ دهد….

.

.

 

1ـ2ـ3ـ تئوري فروپاشي :

فاصله طولاني ميان حمله و انهـدام اين دو برج سبب توليد فيلم هاي چند ساعته شد و دهـها هزار عكس كه نشان دهنده اوضاع وخيم چگونگي فروپاشي اين ساختمانها بود . چندين محل وجود دارد كه اول در آنجا خرابي رخ داده بود : ستونهـاي بيروني ، ستونهاي داخلي يا ستونهاي محكم فولادي كم وزن كه از طبقات ساختمان حفاظت ميكرد . تلاش كرديم تا تعيين كنيم كدام بخش ساختمان در ابتدا از بين رفت و كه آيا در آسمـان خـراش سيستم ساختمـاني آن نقشي در فروپاشـي دارد . همچنين لازم ذكر اين كه چه اتفاقي براي طبقـات افتاد ، در جايي كه هواپيماها با آنـها برخــورد كردند آيا هواپيما از ميان پلكان عمـودي برخورد كردند ، كه مسير راه اضطـراري فرار راه مســدود كنند ؟ آيا پلكان عمـودي سالم و بدون صدمـه باقي ماند و آتش مانع شد كه مردم بتوانند به پلكان دست يابند ؟ چرا برجها فروريختند ؟ و چرا مدتي بعد ازتماس باقي ماندند ، اگرچه نيروي جانبي از سقوط هركدام از هواپيماها حدود 111 هزارKN اعمال شد و هواپيماها تقريبـاً به 35 تا از 59 ستون خارجي در هر طرف ساختمان ها خوردند ، مهمترين سؤال اين است كه آيا سيستم ساختمان برج هاي دوقلو متمايل به انهدام بود به نسبت سيستم ساختماني عرفي ، بعد از اينكه هواپيماها برخورد كردند و آتش شعـله ور شد . برخــورد هركدام از هواپيماها درستي ساختمان هركدام از برج ها را مصالحه ميكرد ، ستونهاي اطراف و مركز داخلي درهم پاشيده شد . سپس انفجار صورت گرفت كه علت آسيب بيشتر بود ، كه چندين طبقه را كامل دربرگرفت . آتش شعله ور شد ، ساختمان محكم در طبقات از بين رفت و كم كم فرونشست و از بين رفت ، به علت حرارت شديـد . فولاد ضد آتش 816 تا 871 درجه سيلسيوس مقاومت مي كرد . زمانيكه هركدام از ساختمان ها از بالا فروريختند ، اسكلت ساختمان ،كه با ورقه هاي محكـم بتونه شده بود ،. اثاثيه ، قفسه هاي فايـل و مواد ديگر به طور زيادي از بين رفتند كه بخش ها ( طبقه هاي ) پائين تر ساختمان سرانجام از بين رفتند . علت دقيق فروپاشي برج كاملاً مشخص نيست ، اما توضيحـات ممكن براي علت اين فروپاشي مطابـق با فهرست زير آورده شده است :

1ـ اول فروپاشي ستونهاي اطراف ساختمان : بعد از اينكه هواپيما برخورد كرد ، طبقات بالا به روي ستون هاي باقي مانده در اطراف ساختمان مجاور كه به نماي خارجي آسيب زيادي رساند ، به طور موقت ستونها باي ماندند . اين ستونهاي باقي مانده وزن بيشتري را به نسبت معمول متحمل شدند و علت فروپاشي آن گرماي بيش از حد نبود .

2ـ اول مركز ستون ها منهدم شد : دلايل گوناگون است كه اول ستونهاي مركز فرو ريختند و سپس ستونهاي خارجي ريختند . ستونهاي محكم داخلي كه 47تا بود اول فرو ريختند ، چون حرارت آتش در مركز شديدتر بود .ستون هاي فولادي استقامت در حدود 1000 درجه سيلسيوس در ثانيه دارند كه فرو ريختند  ، چون سوخت هواپيما با دماي بسيار زياد شعـله ور شده بود . ستون هاي مركـزي حدود 60 درصد وزن برج 250400 تني تحمل كردند .  هر چند ، ستونهاي خارجي سبب فروپاشي سريع برجها شد  . 

3ـ ستون هاي طبقات در ابتدا فرو ريختند : ستون هاي محكم فولادي زير طبقـات بلافاصله در اثر تصادم فرو پاشيده شدند و آتش گرفتند .  آنها يكباره به زمين ريختند و فرو نشستند ، چون حرارت آتش به شدت آنها را از بين برد و اين به علت ارتباط ضعيف ميان آنها و ستونهاي داخلي و خارجي بود . طبقات توسط ستون هاي خارجي محـكم بودند كه بعد از ديوار خارجي جدا شده و ريختند . وقتي استحكام از بين رفت ، ستونهاي اطراف به طرف بيرون ريختند ، سبب شد كه طبقات بالا به طبقات پاييني بريزند ، در همان زمان ستون ها از طرف جانبي هيچ حمايتي نمي شدند و به همين علت به طرف بيرون فرو ريختند .

در هر كدام يك طبقه به روي طبقه ديگر مي ريخت و با وزن طبقات بالا كل ساختمان فرو ريخت . تنها تفاوت اين بود كه در ابتدا اين ها فرو ريختند : طبقات ، ستونهاي داخلي ، ستونهاي خارجي يا چيزهاي مربوط به آن ها كه همزمان از بين رفتند .  اولين تفسير در اين باره چنين بود كه برخورد دو هواپيماي مسافربري همراه با مسافران آن ربوده شده بود كه سبب فروپاشي ساختمانها شد حتي بدون اينكه به دنبال آن آتش بگيرد . مهمترين خسارت هواپيماها از بين بردن ستون ها و همچنين طبقات بود . سوخت هواپيما شعـله ور شد طــي چند دقيقه و بيشتر سوخت به بيرون پنجره ها را مشتعل شد . سپس دما به سرعت تا 1000 درجه سيلسيوس رسيد . تفسيردوم و سوم براي حمايت از نظريه فروپاشي ساختمان چنين بود كه آنها تقريبـاً برا اثر حرارت بالا كه ناشي از شعله ور شدن هزاران گالن سوخت بود كه در اثر برخورد هواپيما بود .

 

2ـ2ـ3  شكل هاي فرو ريزي :

اينگونه به نظر مي رسد كه برج هاي دو قلو به شكل هاي مختلفي فرو ريخته باشند . مطالعه تصاوير گرفته شده نشان مي دهد كه برج جنوبي كه بين طبقات 78 تا 84 ضربه خورد آنطور كه انتظار مي رفت واژگون شد .  اما برج شمالي كه در طبقات 93تا98 ضربه ديد به جاي واژگون شدن به صورت كاملاً عمودي فرو ريخت . برج شمالي نسبت به برج كناري خود مدت زمان بيشتري دوام آورد آنهم به اين علت كه در نقطه بالاتري ضربه ديده بود . به همين دليل ستونهاي زيرين محل اصابت ، وزن كمتري را تحمل مي كردند . دليل ديگر اين است كه ستون هاي پايين تر در برجهاي دوقلو قوي تر از ستونهاي بالايي بودند . لذا قابليت تحمل فشار اضافه را داشتند . به طور كلي سيستم سازه اي و تركيب مناسب سازه اي در كالبد خارجي باعث شد كه برجها براي مدتي بعد از ضربه دوام بياورند .

 

3ـ2ـ3 خاصيت ضد آتش :

هنوز مشخص نشده است كه آيا اثر ضربه هواپيماها باعث فلج شدن سيستم عايق آتش سازه فلزي برجهاي دو قلو شده است يا نه ؟ نتيجه اينكه ضعف بالقوه در برابر آتش را بيشتر نمايان مي سازد . براي اين منظور لازم است كه مطالعاتي روي قطعات فلزي باقي مانده انجام گيرد تادرجه آتش قبل از فروريزي تخمين زده شود . براي نتيجه گيري بهتر مي توان از مدل كامپيوتري استفاده كرد به اين صورت كه مقاومت سازه در 2 حالت با عايق آتش و بدون عايق بررسي شود .

 

3ـ3  نحوه خروج :

اولين هواپيما بين طبقات 93 تا 98 برج شمالي اصابت كرد . هيچ كسي از طبقات بالاي طبقه 91 نجات نيافت . اما در طبقه 91 و پايين تر تقريباً همه زنده ماندند . پس از اصابت هواپيماي دوم بين طبقات 78 تا 84 برج جنوبي 5/16 دقيقه پس از حادثه اول ، همين حالت در برج دوم نيز رخ داد . بال زيرين هواپيما باعث شكافته شدن راهروي آسانسور طبقه 78 برج جنوبي گرديد . بر اثر آن در طبقه انفجار رخ داد و ديوارها نيز خرد شدند . در محل حادثــه و بالاتر ، نجات يافتگان تنها تعداد اندكي بودند كه به طور معجزه آسايي از برج جنوبي گريخته بودند . بيشتر از 100 نفر بر اثر ضربه نخسـتين كشته يا زخمي شدند . طبق آمار نجات يافتگان ، نتيجه گرفته مي شود كه راه پله هاي برجها داراي پهناي مناسبي براي فرار از محل حادثه بودند . بعلاوه ، آسانسورها تا زمان فروريختن برجها كار مي كردند هر چند فقط مي توانستند تا زير محل حادثه عمل كنند . نكته مهم اين است كه برنامه خروج از محل به طور جدي توسط مديريت ساختمان دنبال مي شد . تمرينهاي مهادتي هر شش ماه برگزار مي گرديد كه حتي گاهي باعث خشم و سرگرداني ساكنين مي شد . هر طبقه داراي سيستم آتش نشانــي جداگانه بود . اين سيستم مسئـول نظارت بر خروج از طبقه خود بود .

 

1ـ3ـ3  راه پله ها :

استخوان بنـدي محـكم ، مهندسـي دقيق و راه پله هاي بزرگتر از آنچه مورد نياز بود باعث شد كه ساختمان زمان و مسير كافي براي فرار فراهم كند . برجهاي مركز تجارت جهاني داراي سيستم راه پله فوق العاده اي بودند ، خيلي بهتر از آنچه ساختمان هاي فعلـي به آن مجهز مي باشند . هر برج داراي سه راه پله بود  راه پله هاي AوC باعرض 1118mmدرست مقابل هم درگوشه هاي ساختمان قرار داشتند . راه پله B به عرض 1422 mm در مركز ساختمان واقع شده بود . هرچه پلكان بزرگتـر باشد ، خروج هم با سرعت بيشتري صورت مي گيرد . در يك پلكان 1118 mm ، يكنفر بايد به كنار بچرخد تا فرد ديگر بتواند عبور كند اما در يك پله 1422 mm دو نفر براحتي مي توانند عبور كنند . از زمان حمله به برج هاي مركز تجارت جهــاني در سال 1993 كه باعث از كار افتادن منبع اصلي انرژي و متعاقب آن سيستم پشتيبان و پست كنترل آتش گرديد ، يك منبع انرژي دوم براي برخي از تجهيزات ايمني از قبيل زنگ خطر ، چراغهاي هشدار و سيستم هاي مخابراتي اضافه گرديد . در هر برج نيز ، دو پست كنترل آتش اضافه نيز ساخته شد . باتري در چراغهاي پلكان جاسازي شد تا در هنگام خرابي منبع برق راهروها تاريك نشوند همچنين منابع آبي براي خاموش كردن آتـش در جاهاي مناسب قرار داده شد . نرده ها ، پلكان ها و درها با رنگ درخشان رنگ آميزي و فلش هايي به رنگ روشن در قسمت هاي مختلف اضافـه شده بود تا مردم را به طرف خروجـي هاي راه پله ها هدايت كنند . بلندگوهايي نصب شده بود تامديران ساختمان قادر باشند علاوه بر راهروها در داخل ادارات نيز با مردم صحبت كنند . طراحي عالي پله هاي برج هاي مركز تجارت جهـاني باعث نجات هزاران نفر شد .

 

2ـ3ـ3  آسانسورها : سريعترين راه خروج

هر برج داراي 99 آسانسور بود . سيستم آسانسور مركز تجارت جهاني ، كه در سال 1990 مدرنيزه شده بود ، از نظر بزرگي و سرعت در جهـان بي نظيـر بود . آسانسورهاي 99 نفره در برج جنوبي تا قبل از ضربه دوم هزاران نفر را از منطقه خطر دور كردند . آسانسورهاي واقـع در بلندترين طبقـات مردم را تا طبقه 78 منتقل مي كردند . در طبقه 78 مردم به آسانسورهاي بزرگ ويــژه منتقل مي شدند كه در عرض 45 ثانيه به زمين مي رسيدند . هركدام از اين آسانسورهاي ويــژه تا 55 نفر را حمل مي كردند . فاصله زماني بين اولين و دومين حادثه 16 دقيقه و 28 ثانيه بود . عملكرد بيش از 2000 نفر در طبقات بالايي برج جنوبي در طول اين مدت ، سرنوشت آنها را رقم مي زد . بيشتر افرادتصميم درستي گرفتند يعني بلافاصله پس از برخوردجت اول به برج شمالي ، ازمحل گريختند در آنجا آسانسور سريعترين وسيله براي خروج بود .

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد

پاسخ دهید