تحقیق مکانیزم گسترش ترک در المانهای بتنی تحت اثر انفجار

توضیحات

تحقیق مکانیزم گسترش ترک در المانهای بتنی تحت اثر انفجار

مقاوم­سازی ساختمانهای دولتی مهم، تأسیسات زیربنایی و شریان­های حیاتی با توجه به افزايش حملات تروريستی در سراسر دنيا و امکان بمب گذاری در نزديکی ساختمان ها و اماکن شهری، از مهمترین بحث­های پیش رو در علم مهندسی عمران خصوصاً در کشور ما می­باشد. جهت تقویت سازه ها  از مصالح مختلفی مانند استفاده الیاف های پلیمری کربنی استفاده می­شود.

در این تحقیق به مرور روشهای مختلف مقاوم سازی سازه­های بتنی مسلح در برابر بارگذاری انفجار بررسی شده است. در این راستا با هدف دستیابی به یک مکانیزم گسترش ترک در المانهای بتنی تحت اثر انفجار، راهکارهایی ساده و در عین حال موثر برای نصب و اجرا ارائه شده است.

همان طور که می دانيم تا چند دهه قبل، استفاده از روش های تحليل و طراحی متداول نتایج چندان دقيقی را ارائه نمی داد و در مواردحساس به ناچار از آزمایشات تجربی استفاده می گردید. تدابير امنيتی و شرایط خاص موردنياز برای انجام آزمایشات تجربی بر روی این موضوع باعث بالا رفتن هزینه ها می گشت. با ورود مراکز غيرعلمی در انجام این پژوهش ها، انتشار نتایج حاصله تحت تأثير قرار گرفت و گزارش ها برای انتشار عمومی می بایست از فيلترهای بسياری عبور می کردند و در برخی موارد تا سال ها به صورت محرمانه باقی می ماندند.اما در دهه های اخير با رواج نرم افزارهای المان محدود و روش های عددی، می توان نتایج رضایت بخشی از تحليل های مورد نظر گرفت.

در این تحقیق، به طور خاص، به بررسی مکانیزم گسترش ترک در المانهای بتنی تحت اثر انفجار و همچنین تاثیر بارهای انفجاری روی سازه­های بتنی پرداخته می شود.

…

فهرست مطالب تحقیق مکانیزم گسترش ترک در المانهای بتنی تحت اثر انفجار

• 1    ‌ فصل اول  مقدمهمقدمه. 1
• 1‌.2‌   مقاومسازی سازههای بتنی در برابر بارهای انفجاری.. 13
• 1‌.2‌.1‌   سازه های مقاوم در برابر انفجار 15
• 1‌.2‌.2‌   مقاوم سازی با استفاده از الیاف مسلح پلیمری.. 16
• 1‌.3‌   کنترل عرض ترک در تیرها براساس آیین‌نامه ACI224R: 17
• 2    فصل دوم تعاریف و کلیاتتعاریف و کلیات… 19
• 2‌.1‌   تحقیق آزمایشگاهی انجام شده توسط سی‌ بولد  روی تیرهای بتن مسلح [1] 20
• 2‌.1‌.1‌   نتایج آزمایش…. 21
• 2‌.2‌   تعیین مقاومت تیرهای بتن مسلح پس از انفجار [2] 22
• 2‌.2‌.1‌.1‌   نوع ماده منفجره. 22
• 2‌.2‌.1‌.2‌   آزمایش انفجاری… 22
• 2‌.2‌.2‌   نتایج آزمایش…. 23
• 2‌.3‌   ارزیابی و تعمیر تیرهای بتن مسلح آسیب دیده تحت بار انفجار [3] 23
• 2‌.3‌.1‌   روش آزمایش…. 24
• 2‌.3‌.2‌   نتایج آزمایش…. 24
• 2‌.3‌.3‌   المان‌های سازه‌ای بتنی تحت بار انفجار [4] 25
• 2‌.3‌.4‌   نتایج تحقیق و آزمایش…. 25
• 2‌.4‌   آزمایش تیر بتن مسلح تحت زلزله [15] 27
• 2‌.5‌   دیدگاه‌ها و معیارهای آیین‌نامه‌های TM5-1300 و UFC.. 28
• 2‌.5‌.1‌   رفتار عمومی اعضای بتنی تحت بار انفجار 28
• 2‌.5‌.2‌   رفتار شکل‌پذیر اعضای بتنی در انفجار دور 29
• 2‌.5‌.3‌   رفتار شکل‌پذیر اعضای بتنی در انفجار نزدیک… 29
• 2‌.5‌.4‌   رفتار ترد اعضای بتنی در انفجار 30
• 2‌.6‌    اثر خاموت‌ها در سازه‌های بتن مسلح تحت زلزله. 30
• 2‌.6‌.1‌   محصور کردن بتن با خاموت [9] 31
• 2‌.6‌.2‌   فواصل خاموت‌ها برای طراحی تیر در برابر زلزله [10] 32
• 2‌.7‌   طراحی مقاوم در برابر انفجار در سازه‌های بتن مسلح.. 33
• 3‌.1‌   تحقیق انجام گرفته توسط تای و همکاران [38] 35
• 3‌.2‌   تحقیق انجام گرفته توسط ژائو و همکاران [39] 37
• 3‌.3‌   تحقیق انجام گرفته توسط طباطبایی و همکاران [40] 38
• 3‌.4‌   تحقیق انجام گرفته توسط وانگ و همکاران [41] 41
• 3‌.4‌.1‌   تحقیق انجام گرفته توسط زوو و همکاران [43] 44
• 3‌.4‌.2‌   کار انجام شده توسط لین و همکاران [44] 46
• 3‌.5‌   کار انجام شده توسط لی و همکاران [45] 50
• 3‌.6‌    کار انجام شده توسط پانتلیدز و همکاران [46] 51
• 3‌.7‌   کار انجام شده توسط تی آگاراجان و همکاران [47] 53
• 3‌.8‌   خلاصه اي از تحقیقات پیشین.. 57
• 4   فصل سوم معرفی روش‌های تحلیلی  جهت  بررسی گسترش ترک تحت انفجار. 61
• 4‌.1‌   معرفی نرم افزار ABAQUS.. 62
• 4‌.2‌   مشخصات مصالح.. 63
• 4‌.2‌.1‌   رفتار بتن.. 63
• 4‌.2‌.1‌.1‌   رفتار تکمحوري بتن در فشار. 63
• 4‌.2‌.1‌.2‌   رفتار تکمحوره بتن در کشش….. 65
• 4‌.2‌.1‌.3‌   سختشدگي کششي بتن: 67
• 4‌.2‌.2‌  مدلسازي فولاد. 69
• ü          3-1-4-1  سختشوندگي.. 69
• 4‌.2‌.2‌.1‌   سطح تسليم فن ميسز. 71
• 4‌.2‌.3‌   مدلسازی کامپوزیت های(FRP) 73
• 4‌.2‌.4‌   مدلسازی(FRP) در نرم افزار آباکوس: 73
• 4‌.2‌.5‌   تحليل اجزا محدود سازه هاي بتني به کمک نرمافزار Abaqus. 75
• 4‌.2‌.5‌.1‌   مدل  بتن ترکخورده. 75
• 4‌.2‌.5‌.2‌   مدل بتن شکننده. 76
• 4‌.2‌.5‌.3‌   مدل بتن آسيب ديده پلاستيک…. 76
• 4‌.2‌.5‌.4‌   روابط تنش-کرنش….. 77
• ü            3-1-6-3-2 آسيب و کاهش سختي بتن.. 79
• ü            3-1-6-3-3  تابع تسليم.. 81
• 4‌.2‌.5‌.5‌   قانون جريان.. 84
• 4‌.2‌.6‌  نحوه تعريف مدل ساختاري در آباکوس… 85
• 4‌.2‌.7‌  مشخصات تحليل اجزا محدود. 86
• 4‌.2‌.7‌.1‌   مدلسازي  دالهای بتن مسلح در اين تحقيق… 89
• 4‌.2‌.8‌   روش حل مسائل.. 92
• 4‌.3‌   بارگذاری انفجار ومشخصات مصالح تحت اثر بار انفجار 93
• 4‌.3‌.1‌   تعریف انفجار 93
• 4‌.3‌.2‌   موج ضربه. 95
• 4‌.3‌.3‌   موج فشار 96
• 4‌.3‌.4‌   انتشار موج انفجار 96
• 4‌.3‌.5‌  سطح بار انفجار 97
• 4‌.3‌.6‌   طبقه بندی بارهای انفجاری بر اساس مبحث 21 از مقررات ملی ساختمان.. 98
• 4‌.3‌.7‌  انفجار در هوا 99
• 4‌.3‌.7‌.1‌   فشار مبنای انفجار() 99
• 4‌.3‌.7‌.2‌   فشار دینامیکی() 101
• 4‌.3‌.7‌.3‌   بازتاب(انعکاس) موج انفجار و فشارهای ناشی از آن.. 101
• 4‌.3‌.8‌   پارامترهای مهم موج انفجار در هوا 102
• 4‌.3‌.9‌   سازه های بتن آرمه مناسب در برابر انفجار 104
• 4‌.3‌.10‌ مقاومت دینامیکی بتن مسلح تحت اثر انفجار 105
• 4‌.3‌.11‌ ضریب افزایش مقاومت (SIF) 107
• 4‌.3‌.12‌ ضریب افزایش دینامیکی (DIF) 107
• 4‌.3‌.13‌ تنش تسلیم در سازه های مقاوم در برابر انفجار 109
• 4‌.4‌   مدل سازی عددی و اطمینان از صحت نتایجی نمونه اول و دوم. 109
• 4‌.4‌.1‌   نمونه اول.. 109
• 4‌.4‌.1‌.1‌   آزمایش دال بتنی در اثر بار انفجار. 110
• 4‌.4‌.1‌.2‌   مشخصات هندسی و مصالح دال و شرایط مرزی… 110
• 4‌.4‌.1‌.3‌   بارگذاری… 111
• 4‌.4‌.1‌.4‌   مدل سازی دال بتنی آزمایش شده در اثر بار انفجار. 112
• 4‌.4‌.1‌.5‌   المان بتن مسلح واطلاعات ورودی نرم افزار. 112
• 4‌.4‌.1‌.6‌   مشخصات مصالح.. 112
• الف) مشخصات مصالح بتن… 112
• 4‌.4‌.1‌.7‌   تاریخچه بارگذاری و شرایط مرزی… 115
• 4‌.4‌.1‌.8‌   شبکه بندی… 116
• 4‌.4‌.1‌.9‌   نتایج تحلیل… 116
• 4‌.5‌   3-3-2  نمونه دوم. 120
• 4‌.5‌.1‌   3-3-2-1 آزمایش دال بتنی در اثر بار انفجار 120
• 4‌.5‌.1‌.1‌   3-3-2-1-1  مشخصات هندسی و مصالح دال.. 120
• 4‌.5‌.1‌.2‌   3-3-2-1-2  شرایط مرزی… 121
• 4‌.5‌.1‌.3‌   3-3-2-1-3  بارگذاری… 122
• 4‌.5‌.1‌.4‌   3-3-2-1-4  تاریخ جابه جایی… 122
• 4‌.5‌.2‌   3-3-2-2 مدل سازی دال بتنی آزمایش شده در اثر بار انفجار 123
• 4‌.5‌.2‌.1‌   3-3-2-2-1 المان بتن مسلح واطلاعات ورودی نرم افزار. 123
• 4‌.5‌.2‌.2‌   3-3-2-2-2 مشخصات مصالح.. 123
• 4‌.5‌.4‌   3-3-2-3  تاریخچه بارگذاری وشرایط مرزی.. 125
• 4‌.5‌.5‌   3-3-2-4  شبکه بندی.. 126
• 4‌.5‌.6‌   3-3-2-5  نتایج تحلیل.. 126
• منابع و مراجع.. 129

منابع تحقیق مکانیزم گسترش ترک در المانهای بتنی تحت اثر انفجار

Federal Emergency Management Agency/ Primer for Design of Commercial Buildings to Mitigate Terrorist Attacks/ FEMA427/ 2003.

.مقررات ملی ساختمان مبحث بیست و یکم: پدافند غیر عامل//1388 مرکز تحقیقات ساختمان ومسکن/ ویرایش ششم.

Magnusson J.,Hallgren,M.,2000.High Performance Concrete Beams Subjected to Shock Waves from Air Blast ,swedish defense research establishment(FOA).

Crawford, Malvar, W. Dunn, J. Gee, “Retrofit of reinforced concrete columnusing cimpositewrapsto resistblast effect”

Seabold, R.H. (1967). “Dynamic shear strength of reinforced concretc beams, Part II”, Naval civil engineering laboratory, Port Hueneme, California.

ایزدی‌فرد، ر. و مقیمی خیرآبادی، پ. و زارع شانی، ع. (1392) “مقاومت خمشی پسماند تیرهای بتن مسلح آسیب دیده از بار انفجاری”، پژوهشی مواد پرانرژی، سال 8، شماره 3، شماره پیاپی 20.

Hudson, L. J. and Darwin, D. (2005) ‘Evaluation and Repair of Blast Damaged Reinforced concrete Beams’, Kansas University, USA.

Magnusson, J. (2007) ‘Structural Concrete Elements Subjected to Air Blast Loading’, Stockholm University, Sweden.

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.

UFC,2008.Structures to Resist the Effects of Acccidental Explosions,unified facilities criteria 3-340-02, US.army corps of engineers,Washington,D.C.

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.

Herajovich.C.T/ Mechanic of fibrous composites/John wiley/1998.

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.

زهره­وند/جواد/1390/ بررسي عددي رفتار تيرهاي عميق بتن مسلح دو سر ساده داراي بازشو/ پايان­نامه کارشناسي ارشد سازه/ دانشگاه تربيت مدرس تهران.

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.

H.C. Chen, Y.L. Chen, B.C. Shen, Ballistic resistance analysis of double-layered composite material structures, Theoretical and Applied Fracture Mechanics (2013).

W. Wang, D. Zhang, F. Lu, S.-C. Wang, F. Tang, Experimental study and numerical simulation of the damage mode of a square reinforced concrete slab under close-in explosion, Eng. Fail. Anal. 27 (2013) 41–51.

TM5-1300, Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions, US Army, USA, 1990.

K. Ohkubo, M. Beppu, T. Ohno, K. Satoh, Experimental study on the effectiveness of fiber sheet reinforcement on the explosive-resistant performance of concrete plates, Int. J. Impact Eng. 35 (2008) 1702–1708.

S. Lee/Nonlinear Dynamic Earthquake Analysis of Skyscrapers/ CTBUH 8th World Congress on Latest Advances in Tall/Articulated/Sustainable Towers, Dubai, 2008.

Y. Pan, L.A. Louca, Experimental and numerical studies on the response of stiffened plates subjected to gas explosions, J. Constr. Steel Res. 52 (1999) 171– 193.

C. Wu, R. Nurwidayati, D.J. Oehlers, Fragmentation from spallation of RC slabs due to airblast loads, Int. J. Impact Eng. 36 (2009) 1371–1376.

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.

.Low Hsin Yu, Hao Hong/, (2001)/ Reliability analysis of reinforced concrete slabs under explosive loading/” Structural Safety/Volume 23/ Issue 2/ Pages 157-178.

Luccioni Bibiana María/ Luege Mariela/(2006)/ Concrete pavement slab under blast loads/International Journal of Impact Engineering/, Volume 32/, Issue 8/ Pages 1248-1266.

Pedro F. Silva, Binggeng Lu/Improving the blast resistance capacity of RC slabs with innovative composite materials/ Composites /2007/ Part B 38/ 523–534.

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.

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.

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.

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.

نجمی وزنه محسن،محمود زاده کنی ایرج / 1379/بررسی اثر انفجار در حملات هوایی روي سازه هاي نظامی/ دانشگاه تهران.

موسوي سید جمال الدین،علوي نیا علی/1386/تحلیل عددي اثرات انفجار بر روي سازه هاي بتنی/  دانشگاه بو علی

سینا

حصاری امین محمد،سرداری هاتف،لطف الهی یقین محمد علی/1386/مدل سازی و آنالیز با نرم افزار ABAQUS /انتشارات فروزش.

عابدي کریم/ 1377 /روش هاي عناصر محدود/انتشارات دانشگاه صنعتی سهند.

S. Kumar, S.V. Barai/Concrete Fracture Models and Applications/ New York, Springer/ 2010.

D. N. Giang/A Thermodynamic Approach to Constitutive Modelling of Concrete using Damage Mechanics and Plasticity Theory/ PhD Dissertation/University of Oxford, 2005.

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.

Z. Shi/Crack Analysis In Structural Concrete/Theory And Application/USA, Elsevier, 2009.

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.

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.

Abaqus 6.10 documentation/ Concrete damaged plasticity/ABAQUS Ver. 6.10/22.

Lee and G. L. Feneves/Plastic-Damage Model For Cyclic Loading of Concrete Structures/ Structural Engineering,124(8)/pp.892-900, 1998.

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.

Federal Emergency Management Agency/ Primer for Design of Commercial Buildings to Mitigate Terrorist Attacks/ FEMA427/ 2003.

توجه:

تحقیق مکانیزم گسترش ترک در المانهای بتنی تحت اثر انفجار شامل یک فایل ورد 120 صفحه ای و یک فایل پاورپوینت 30 اسلایدی می باشد.

لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق