عنوان پایان‌نامه
افزایش خصوصیات مقاومتی و شکل پذیری اتصالات تیر-ستو
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1061
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۸۶
- دانشجو
- میثم صفری گرجی
- استاد راهنما
- خسرو برگی
- چکیده
- این تحقیق شامل بررسی پارامتریک کاربرد ورقه های کامپوزیت FRP در بهبود رفتار اتصالات داخلی، خارجی و زانویی موجود در یک قاب خمشی بتن آرمه می باشد. هدف اصلی انجام این تحقیق مقاوم سازی انواع اتصالات بتن آرمه به منظور افزایش ظرفیت باربری و همچنین سختی آنها در تحمل بارهای جانبی وارد بر قاب خمشی می باشد. برای دست یافتن به این هدف، یک نمونه اتصال داخلی، یک نمونه اتصال خارجی و همچنین یک نمونه اتصال زانویی با ابعاد و آرماتورگذاری مشخص، به عنوان نمونه های مبنا برای مقایسه مطرح شده اند. آرماتورگذاری تیر ها و ستون ها طوری صورت گرفته که منطق طراحی ستون قوی ـ تیر ضعیف را بر آورده سازد. روش های مقاوم سازی برای هر سه نوع اتصال ترکیبی از بکاربری ورقه های GFRP و CFRP با طول های مختلف و در راستاهای مختلف در ناحیه اتصال می باشد. 16 نمونه تقویت شده برای هریک از اتصالات داخلی و خارجی و 14 نمونه تقویت شده برای اتصال زانویی مطرح شده ست. مدل های سه بعدی المان محدود این نمونه ها با استفاده از نرم افزار ANSYS ساخته و تحلیل شده اند. در مدل سازی اتصالات رفتار غیر خطی مصالح به کار رفته در نظر گرفته شده است. در اتصالات داخلی و خارجی دو سطح بارگذاری برای بار محوری ستون در نظر گرفته شده است. در این اتصالات، بار محوری ستون به صورت ثابت و بار جانبی به صورت افزایشی تا لحظه شکست اتصال در بالای ستون وارد می گردد. در اتصال زانویی، تنها بار جانبی در پایین ستون وارد می گردد و تا لحظه شکست اتصال به تدریج افزایش می یابد. نتایج تحلیل المان محدود نشان می دهد که جنس، طول و آرایش ورقه های FRP به کار رفته در تقویت، بهبود عملکرد اتصالات را به مقدار زیادی تحت تأثیر خود قرار می دهد. نتایج بدست آمده برای هر سه نوع اتصالات داخلی، خارجی و زانویی نشان می دهد که با استفاده از تقویت های صورت گرفته، ظرفیت باربری، سختی و همچنین تغییر شکل نهایی نمونه ها در مقایسه با نمونه های مبنا تا حدود زیادی بهبود یافته است. همچنین نتایج نشان می دهد که ترک خوردگی اولیه در نمونه های تقویت شده به تعویق می افتد و همچنین عمق ترک های خمشی ایجاد شده در مراحل بعدی بارگذاری نسبت به نمونه های مبنا کاهش می یابد
- Abstract
- This investigation involves parametric studies of the application of Fiber Reinforced Polymer (FRP) composite laminates to interior, exterior and knee beam column joints to improve their performance in reinforced concrete moment resisting frames. The major goal of this study has been focused on the strengthening of the connections to increase their stiffness and load carrying capacity. To achieve the aim, one exterior, one interior as well as one knee joint with definite dimensions and steel reinforcements were used as control specimens for comparison. The beams and columns are reinforced such that a strong-column weak-beam joint design is obtained. The strengthening method is a combination of applied CFRP and GFRP laminates with different orientations and lengths on joints area. 16 strengthened joint models were examined for Interior and Exterior connections and 14 strengthened models were examined for knee connections. In this study, a finite element analysis using ANSYS was utilized to conduct a parametric analysis. The finite element model takes into consideration the nonlinear behavior of the constituent materials. Static loadings were applied to the FE joint models up to failure. The finite element analysis results indicated that the material type and the choice of the laminates length and arrangement affected the enhancement of the structural joints performance significantly. The results for three types of connections showed that designed CFRP and GFRP reinforcement greatly improve the stiffness, load carrying capacity and ultimate deflection of cases were compared to the control specimens. It also delays the crack initiation at the joints and reduces the depth of the flexural cracking through confinement due to FRP reinforcement.
