توضیحات
چکیده:
ساختمانهای بنایی غیرمسلح بخش قابل توجهی از ساختمانهای کنونی دنیا را تشکیل دادهاند. برخلاف تفکر برخی از مهندسین، این نوع سازهها در بسیاری از کشورها و نقاط جهان و حتی در کشور خود ما نیز هنوز متداول هستند و با وجود معایب و نواقصی که دارند، در برخی نقاط دارای صرفه اقتصادی هستند. درحالیکه زلزلههای اخیر نشاندهنده آسیبپذیری اینگونه بناها بوده است، مقاومسازی و بهسازی آنها، همواره با محدودیتهایی از جمله ایجاد کمترین تغییر در ظاهر و معماری بنا و نیز برگشتپذیر بودن این تغییرات همراه بوده است. از این رو محققین همواره به دنبال پیداکردن روشهای تقویتی مناسبی برای ساختمانهای بنایی غیرمسلح بودهاند. دراین تحقیق تأثیر استحکامبخشی با استفاده از کامپوزیتهای پلیمری (FRP) برروي سازههاي بنایی غیرمسلح مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیقات نشان میدهد که مواد FRP باعث افزایش استحکام کششی این سازهها میشود. همچنین در سالهای اخیر استفاده از پلیمرهای تقویت شده با الیاف به عنوان یک راهکار مناسب جهت بهبود رفتار سیستم مقاوم جانبی مطرح بوده است. عواملی نظیر عدم یکپارچگی در دیوارها، عدم کلافبندیهای مناسب و وجود بازشوهای بیش از حد در دیوارها موجب انهدام سازههای بنایی در برابر بارهای جانبی میشوند. در این پژوهش نتایج حاصل از مدلسازی عددی مبتنی بر اجزاء محدود، در اثر استفاده از الیاف پلیمری بر رفتار دیوارهای بنایی نیز بررسی میشود.
فهرست مطالب
1-1 مقدمه………………………….. 1
1-2 ضرورت و اهداف استفاده از تقویتکننده در سازههای بنایی.. 2
1-3 مودهای شکست دیوارهای سازهای بنایی.. 3
1-4 تاریخچه (عملیاتی و تحقیقاتی) 4
1-5 FRP و اجزای تشکیلدهنده آن.. 6
1-6 ویژگیهای سیستمهای پلیمری تقویتشده با الیاف.. 7
1-7 مقاومسازی سازههای بنایی با پلیمرهای مسلح فیبری (FRP) 10
1-7-1 پیچیدن کامپوزیتهاي پایه پلیمري به دور سازههاي بنایی غیرمسلح.. 10
1-7-2 استفاده از تاندونها جهت جلوگیري و اجتناب از جدایش الیافها از سطح سازهها 12
1-7-3 افزایش مقاومت در برابر زلزله در طاقها و قوسهاي سازههاي بنایی.. 12
1-7-4 بررسی استحکام برشی سازههاي تقویتشده و تقویتنشده 13
1-7-5 پوشش کامل دیوار یا نوار با الگوی X.. 14
1-7-6 مسلحکردن بازشوها. 15
1-8 نتیجهگیری ……………. 15
منابع……………………………. 17
فهرست اشکال
شکل 1. مکانیزمهای گوناگون شکست عضو بنایی ……………………………………………………………………………………………………………..3
شکل 2. روشهای مرسوم در تقویت دیوارهای بنایی …………………………………………………………………………………………………………4
شکل 3. الیاف سیستم FRP ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..7
شکل4. رابطه بین تنش، کرنش لیاف، ماتریس و FRP ………………………………………………………………………………………………………8
شکل 5. اشکال و پیکربندی مختلف نوارهای FRP برای پوشش دیوار بنایی …………………………………………………………………….9
شکل 6. کارایی لایهی کامپوزیتهای پایه پلیمری (FRP) تا فروریختن دیوارهای آجری ……………………………………………….11
شکل 7. کاربرد فولادهای L شکل بمنظور پخش نیروها در امتداد دیوار …………………………………………………………………………11
شکل 8. استفاده از تاندونهای پلیمری برای جلوگیری و اجتناب از جدایش الیافها از سطح تازه ………………………………..12
شکل 9. مکانیزم جدایش (فروریزی) در شرایط مختلف استحکامبخشی …………………………………………………………………………..13
شکل 10. نتایج آزمایشهای تعیین استحکام قطری در سازههای آجری ………………………………………………………………………….14
شکل 11. نمونهای از مقاومسازی دیوارهای بنایی در محل بازشو و نحوه اتصال FRP به المان بنایی …………………………….15
فهرست جداول
جدول 1. نتایج آزمایشهای تعیین استحکام برشی در سازههای آجری ………………………………………………………………………….13
جدول 2. نتایج آزمایشهای تعیین استحکام قطری در سازههای آجری ………………………………………………………………………….13
1-1 مقدمه
درکشور ما بسیاری از ساختمانهای موجود از نوع سازههای مصالح بنایی هستند و قریب به اتفاق آنها به دلیل قدمتشان فرسوده و برخی حتی عمر مفیدشان به پایان رسیده است. از آنجایی که این ساختمانها اکثراً در مناطق ضعیف و مستضعف از جمله روستاها و شهرهای کوچک وجود دارند، نمیتوان زیاد به تخریب و نوسازی این سازهها دلخوش کرد. از این رو و با توجه به مشکلات اقتصادی موجود در کشور یکی از راهکارهایی که میتواند این مشکل را حل کند، مقاومسازی و بهسازی این نوع سازهها است. طبق برآوردی که انجام شده است، مقاومسازی و بهسازی یک ساختمان مصالح بنایی مبلغی نزدیک به یکسوم هزینه تخریب و نوسازی آن را در بر میگیرد [1].
در اغلب ساختمانهای بنایی از هیچگونه کلاف فلزی یا بتنی به منظور تحمل بارهای جانبی وارد در حین زلزله استفاده نمیشود. ساختمانهای بنایی به خاطر مقاومت کم و تردی دیوارها در برابر زلزله بسیار آسیبپذیر هستند. آسیبپذیری بالای این سازهها به خاطر ترکیب نامطلوب خواص مکانیکی آن میباشد. دیوارهای بنایی بسیار سنگین و دارای مقاومت کششی بسیار کمی میباشند. از آنجا که مقاومت فشاری مصالح بنایی بسیار بیشتر از مقاومت کششی آن میباشد، ترکهای قابل توجه بیشتر در مناطق کششی اتفاق میافتد. تخریب و دوبارهسازی اینگونه سازهها راهحل اقتصادی مناسبی نمیتواند باشد، بلکه شناخت رفتار اینگونه سازهها و روشهای بهسازی آنها راهی است که باید برای آن برنامهریزی گردد [2].
شکست و گسیختگی دیوارهای بنایی غیرمسلح باعث کاهش ظرفیت مقاومتی کل سازه بنایی در برابر نیروهای وارده و نیز کاهش اتلاف انرژی بنا در هنگام زلزله میشود. شایعترین مودهای تخریب که در اینگونه ساختمانها رخ میدهد ناشی از خمش برون صفحهای یا برش درون صفحهای القاءشده ناشی از نیروی زلزله است. تکنیکهای تقویتی به طورکلی باعث بهبود ظرفیت خمشی خارج صفحهای دیوار، مقاومت برشی درون صفحهای و شکلپذیری سیستم میشود. تمامی روشهای تقویتی مرسوم دارای معایبی از جمله کاهش فضای مفید موجود، تأثیر منفی بر ظاهر و معماری بنا، خوردگی عناصر فولادی تقویتکننده و لذا ضعیف شدن عنصر موردنظر به ویژه در محیطهای مهاجم، افزایش وزن دیوارها و کل بنا و در نتیجه افزایش نیروی زلزله وارده هستند که باعث محدود شدن هرچه بیشتر کاربرد آنها و تمایل مهندسین و محققین به استفاده از روشهای نوینتر شده است [1].
منابع:
[1] منصوری، مهدی. قاسمی، علی. مقاومسازی سازهای بنایی با مصالح نوین، 2015. کنفرانس بینالمللی پژوهشهای نوین در معماری و شهرسازی. [2] داودی، محمدرضا. عبادی، مهدی. فلاحنژاد، حسین. نبویان، رسول. بررسی عددی رفتار دیوازهای بنایی مقاومسازی شده با الیاف CFRP تحت بارگذاری استاتیکی و چرخهای، 1393. هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران. [3] Lourenço, P.B., Rots, J.G. (1997). A multi-surface interface model for the analysis of masonry structures. J. Engrg. Mech., 123(7), p. 660-668. [4] صدرالادبایی، پیام. ماهپور، علی. مروری بر کاربرد پلیمرها و ملاتهای الیافی در ساختمانهای بنایی، 1396. کنفرانس بینامللی عمران، معماری و شهرسازی. [5] Garofano,A.; Structural behavior of masonry walls strengthened with mortar layers reinforced with FRP grids; 2011. [6] ElGawady, E., Lestuzzi, P., Badoux, M. (2004). A review of conventional seismic retrofitting techniques for URM. 13th International Brick and Block Masonry Conference, Amsterdam, July 4-7, 2004. [7] Benedetti, D., Carydis, P., and Pezzoli, P. (1998), “Shaking table tests on 24 simple masonry buildings”, Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 27, No. 1, pp. 67-90. [8] Corradi M., Tedeschi C., Binda L., Borri A. (2006) “Experimental evaluation of shear and comp. [9] A. Ghobarah and K. El Mandooh Galal (2004), “Out-of-Plane Strengthening of Unreinforced Masonry Walls with Openings”, Journal of Composites for Construction, Vol. 8, No. 4, August. [10] Sathiparan N., Mayorca P., Nesheli K., Ramesh G., and Meguro K. “In-plane and out-of plane behavior of pp-band retrofitted masonry wallettes”, Proc. of the 4th International Symposium on New technologies for urban Safety of Mega Cities in Asia, 18-19 Oct 2005, Nanyang Technological University, Singapore, Page 231-240. [11] Yi, T., Moon, F. L., Leon R. T., and Kahn L. F. (2006). “Lateral load tests on a two story unreinforced masonry building.” J. Struct. Eng., 132(5), 643-652. [12] رحیمی، روحاله. پایداری سازههای بنایی غیرمسلح در برابر زلزله با استفاده از کامپوزیتهای پایه پلیمری، 1391. دومین کنفرانس ملی سازه. [13] Cascone.S; Sapienza.V; Lionti.I; Maria Carmela Porto.S; Fiber Reinforced Polymer Nets for Strengthening Lava Stone Masonries in Historical Buildings; 2016. [14] Guide for the Design and Construction Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Existing Structures; CNR-DT 200 R1/2013; ROMA; 2014. [15] دستورالعمل مقاومسازی ساختمانها با استفاده از FRP، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، 1392 [16] UNI ISO 3132, Legno: determinazione della resistenza a compression perpendicolare alla fibratura, April 1985. [17] UNI ISO 3349, Legno: determinazione del modulo di elasticità a flessione statica, Oct 1984. [18] Avorio, A., Borri, A., Corradi, M. and Celestini, G. (1999). “ Miglioramento sismico: sperimentazione eanalisi sull’utilizzo dei materiali compositi nelle costruzioni in muratura“, L’Edilizia, De Lettera ed., 9-10 sept.-oct., XIII, Milano, 60-71. [19] Drdacky, M., Lesak, J. and Avramidou, N. (2002). “Behaviour of masonry walls strengthened against seismic effects by yarn composite strips or geo-nets mounted on their surface“, 1st International Conference on Vulnerability of 20th Century Heritage to Hazards and Prevention Measures, CICOP, Rhodes, April, 3-5. [20] Avramidou, N. (2000). “Ricerca sperimentale sulle tecnologie di ripristino/rinforzo sismico di elementi tecnici, per mezzo di placcaggi realizzati con tessuti strutturali“, 5th Inter.tional Congress on Restoration of Architectural Heritage, Firenze 2000, Sept.17-24. [21] ASTM E 519-81 (1981). “Standard Test Method for Diagonal Tension (Shear) in Masonry Assemblages“, American Society for Testing Materials. [22] Chiostrini, S., Galano, L. and Vignoli, A. (2000). “ On the determination of strength of ancient masonry walls via experimental tests“, 12th World Conf. on Earthquake Engineering, cd-rom, Auckland, NewZealand, Paper No. 2564. [23] Turnsek, V. and Sheppard, P. F. (1980). “The shear and flexural resistance of masonry walls“, Research Conf. on Earthquake Engineering., Skopje. [24] Borri, A., Corradi, M. and Vignoli, A. (2000). “Il comportamento strutturale della muratura nelle zone terremotate dell’Umbria: alcune sperimentazioni, Ingegneria Sismica“, Patron Ed., XVII, n.3, sept.-dec. 2000, Bologna, 23-33. [25] Borri, A., Avorio, A. and Bottardi, M. (2000). “Theoretical Analysis and a case study of historical masonry vault strengthened by using advanced FRP“. 3rd Inter. Conf. Advanced Composite Materials in Bridge and Structures, August 15-18, Ottawa- Canada, 577-584. [26] Avorio, A., Barbieri, A., Borri, A., Corradi, M. and Di Tommaso A. (2001). “ Comportamento dinamico di volte in muratura rinforzate con FRP-materials: primi risultati“, X Conv. Naz.le L’ingegneria Sismica in Italia, ANIDIS, CD rom, Potenza, 9- 13 Sept. 2001. [27] Faccio, P. and Foraboschi, P. (2000). “ Experimental and Theoretical Analysis of Masonry Vaults with FRP Reinforcements“, 3 International Conference on Advanced Composite Materials in Bridges and Structures, August 2000, Ottawa, Canada, 629- 636. [28] Valluzzi, M.R., Valdemarca, M. and Modena, C. (2001). “ Experimental analysis and modeling of brick masonry vaults strengthened by FRP laminates“, ASCE J. of Composites for Construction. August, 2001.- فایلهای پروژه به صورت کامل پس از خرید فایل بلافاصله در اختیار شما قرار خواهد گرفت.
سفارش پروژه عمران
درصورتیکه این پروژه دقیقا مطابق خواسته شما نمی باشد، با کلیک بر روی کلید زیر پروژه دلخواه خود را سفارش دهید.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.