12160

12160

بررسي رفتار جزء قاب در سازه   بتن مسلح در برابر خرابي پيشرونده

كارشناسي ارشد

عمران - سازه

آبان 1392

آبان 1392

چكيده : امنيت سازه هميشه در طراحي پروژه هاي مهندسي عمران براي مهندسان امري كليدي بوده است. يكي از مكانيزم هايي كه سازه در آن دچار شكست مي شود و در دهه اخير مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته است خرابي پيشرونده مي باشد كه در آن يك يا چند عضو سازه اي ناگهان بعلت بارگذاري غيرعادي نظير انفجار، آتش سوزي شديد، برخورد وسايل نقليه به قسمتي از سازه و غيره دچار شكست شده و ناگهان ساختمان به شكل زنجيره اي دچار فروريزش مي گردد. وقوع خرابي پيشرونده موجب خسارات جاني و مالي گسترده اي مي گردد، از اين رو بررسي و پيشگيري از وقوع خرابي پيشرونده از اهميت بسزايي برخوردار است. داشتن درك درستي از رفتار غيرخطي اجزاي يك سازه بتن مسلح تحت تغيير شكل هاي بزرگ جهت طراحي ايمن سازه ها در برابر خرابي پيشرونده الزامي است. بررسي تاريخچه تحقيقات انجام شده در زمينه خرابي پيشرونده نشان مي دهد كه تا كنون به رفتار قاب در ساختمان بتن مسلح بصورت سه بعدي توجه كمتري شده و بيشتر تمركز روي بررسي سازه ها بصورت دو بعدي بوده است. از طرفي با توجه به در اختيار نبودن نتايج آزمايشگاهي براي حالت سه بعدي و بالا بودن هزينه مطالعات آزمايشگاهي در اين تحقيق از يك مدلسازي دو بعدي به منظور تهيه مدلسازي سه بعدي از جزء قاب و پيش بيني رفتار جزء قاب در برابر خرابي پيشرونده در حالت سه بعدي استفاده مي شود. در اين پايان نامه ابتدا رفتار كلي يك جزء قاب شامل دو تير و سه ستون در حالت دو بعدي از طريق مدلسازي با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS بررسي شده است، سپس به منظور بررسي صحت مدلسازي انجام شده در حالت دو بعدي، مدل تهيه شده از طريق مقايسه نتايج مدلسازي و نتايج آزمايشگاهي ارائه شده توسط انجمن ملي استاندارد و تكنولوژي آمريكا كاليبره مي شود. پس از كاليبره شدن مدل اوليه، مدلسازي، با ثابت نگاه داشتن پارامترهاي اصلي نظير مصالح تعريف شده، نوع المان استفاده شده و نوع مش بندي، با استفاده از نتايج متمايزي تأييد مي گردد. پس از اينكه مدل تهيه شده تأييد گرديد در نهايت با ثابت نگاه داشتن پارامترهاي مدلسازي و اضافه كردن تير در بعد سوم، از مدل دو بعدي تأييد شده به منظور پيش بيني مقاومت و رفتار جزء قاب مورد بررسي در برابر خرابي پيشرونده در حالت سه بعدي و بررسي اثري كه اضافه كردن تير سوم روي رفتار سازه مي گذارد، استفاده شده است. در نهايت نتايج مدل دو بعدي و سه بعدي براي هر دو نمونه با شكل پذيري متوسط و شكل پذيري ويژه با يكديگر مقايسه و تأثير اضافه كردن تير در بعد سوم روي رفتار نمونه جزء قاب هاي مورد مطالعه بررسي شده است. با توجه به در اختيار نبودن نتايج آزمايشگاهي براي حالت سه بعدي و بالا بودن هزينه مطالعات آزمايشگاهي و با توجه به اينكه مدلسازي به روش ماكرو حجم محاسبات كمتري داشته و از سادگي بيشتري برخوردار است، مي توان از نتايج بدست آمده در اين مطالعه به منظور صحت سنجي مدلسازي هايي كه به روش ماكرو ارائه مي شوند استفاده كرد. از طرفي مي توان از نتايج بدست آمده در اين مطالعه به منظور تعيين ابزار مناسب براي ساخت نمونه آزمايشگاهي جزء قاب سه بعدي استفاده كرد. براي مثال با توجه به محدوده باري كه نمونه جزء قاب سه بعدي تحمل مي كند مي توان جك هاي هيدروليكي مناسب براي اعمال بار را انتخاب كرد.