دانلود پروژه:استفاده از FRP ها در تقویت سازه های بنایی

 

 

فهرست مطالب

چکیده 17

فصل اول: اهمیت تقویت سازه های بنایی

اهدافتحقیق 19

1-1-زمینهیتحقیق 20

1-2- حوزهواهدافتحقیق 23

1-3- طرحبندیپایاننامه 24

فصل دوم: روش های رایج مقاوم سازی سازه های بنایی

2-1- بناییدرایالاتمتحده 26

2-1-1- نگاهکلی 26

2-1-2 واحدهایبناییدردیوارهایپشتیبان 29

2-2 تجهیزدیوارهایبنایی 29

2-2-1- روشهایرایجمقاومسازی 30

2-2-1-1- پوششتقویتکنندهیخارجی 30

2-2-1-2- تقویتبافولادداخلی 31

2-2-1-3- مقاومسازیخارجیباصفحاتفولادی 34

2-2-2 مقاومسازیباترکیباتFRP 37

2-2-2-1- مقاومسازیباورقههایFRP 37

2-2-2-2 مقاومسازیبامیلههایFRP 43

2-2-3- اظهاراتنهایی 45

فصل سوم: خواص مصالح FRP

3-1- FRPچیست؟ 47

3-2- دلایلاستفادروزافزونFRPدرصنعتساختمان 47

3-3- مزایایاستفادهازFRPدرسازه 48

3-4- تاریخچهصنعتFRP 48

3-5- کامپوزیتها(Composites) 49

3-6- نقشماتریس 50

3-7- انواعفیبرها 51

3-7-1- فیبرشیشهای Fiber- Glass 51

3-7-2- فیبرکربنیCFRP 52

3-7-3-فیبرآرامیدیAFRP 53

3-7-4- فیبروینیولیVFRP 54

3-7-5- پلیمرپلیاتیلنبامولکولسنگین–weight- molecular- high- polyethylene polymerUltra: 54

3-8- پلیمر 55

3-9- روندتشکیلپیوندپلیمریباافزایشدرجهحرارت 55

3-10- مزایایپلیمرترموستیاThermosetting 56

3-11- معایبپلیمرترموستیاThermosetting 56

3-12- مزایایپلیمرترموپلاستیکیاThermoplastic 56

3-13- انواعرزینهایپلیمریترموستThermosettin 58

3-13-1- پلیمرهایغیراشباعunsaturated polymer 58

3-13-2 پلیمرهایEpoxy 59

3-13-3- پلیمرهایآمینو 59

3-13-4- پلیمرهایفنولیک 59

3-13-5- پلیمرهایمتاکریت 59

3-13-6- اورتان 59

3-14- مزایایاستفادهازماتریساپوکسی 59

3-15- معایباستفادهازماتریساپوکسی 59

3-16- انواعرزینهایپلیمریThermoplastic 60

3-17- اشکالمختلفکاربردیtype operation- Textile (نحوهتولید) 64

3-18- برخیازمواردکاربردFRP 64

3-19- اشکالمختلفFRPدرصنعتساختمان 65

3-19-1- میلگردهایFRP 65

3-20- مزایایاستفادهازمیلگردFRP 66

3-20-1- مقاومتدربرابرخوردگی 66

3-20-2- مقاومتکششیTensile strength 66

3-20-3 وزنمخصوصSpecific gravity: 67

3-20-4- عایقبودنالکتریکیومغناطیسی 68

3-20-5- خزشCreep 68

3-20-6- خستگیFatigue 68

3-20-7- چسبندگی 69

3- 21خمکردنFRP 69

3-22 پوششهایFRP 69

3-22- 1 Laminates 69

3-23- انواعپوششهایموجودFRP 71

3-23-1- پوششUp– Lay– Wet 71

3-24- روشهایتولید FRP 71

3-24-1- Filament winding_: مواردمصرفاینروش 71

3-24-2- Pultrusion 72

3-24-3- Vacum compaction processesU 74

3-24-4- Matched mold processes 75

3-25- عواملموثردرخواصیکمحصول 75

3-26- عواملموثردرخواصمکانیکیFRP 75

3-27- تکنیکهایتسلیحسطحیسازهای 76

3-27-1 لایههایپیوندیخارجیexternal bonded 76

3-27-2- میلههایجاسازیشدهنزدیکسطح near surface mounted 76

3-28- میلگردهایصافوعاجدارSmooth and deformed 76

3-29- تاندونهایپیشتنیدهpretension tendons 76

3-30- پوستههایعملآمدهدرمحل Cured in place laminates/shells 76

3-31- پوستههایپیشعملآمدهshellspre-cured in place laminates/ 76

3-32- تکنیکهاینصب 77

3-32-1- ورقههایچندلایه 79

3-32-2- میلههاینزدیکسطح(NSM) 82

فصل چهارم: رفتار دیوارهای بنایی تحت اثر بارگذاری در سطح هموار

4-1- طرحمسأله 87

4-2- سریIL 92

4-2-1- نمونههایآزمایش 92

4-2-2- لوازمآزمایش 93

4-2-3- نتایجآزمایش 95

4-2-4- مکانیزمگسیختگی 98

4-2-5- بررسیتحلیلی 99

4-3- سریIF 102

4-3-1- نمونههایآزمایش 102

4-3-2- لوازمآزمایش 104

فصل پنجم: رفتار دیوارهای بنایی تحت بارگذاری در خارج از سطح هموار

5-1- طرحمسأله 113

5-2- سریOF 114

5-2-1- نمونههایآزمایش 114

5-2-2- لوازمآزمایش 118

5-2-3- نتایجآزمایش 122

5-2-4- مکانیزمگسیختگی 141

5-2- 5 بررسیتحلیلی 143

5-2- 5-1- استنتاجهایتحلیلیبرایدیوارURM 143

2-5-2-5استنتاجهایتحلیلیدیوارهایمقاومشده 148

فصل ششم: توجیه اقتصادی مصالح FRP

6-1-زمینهیبحث 158

6-2- گزینههایتجهیز 158

6-2-1- روشهایرایجمقاومسازی: 158

6-2-2-مقاومسازیبامصالحدارایترکیباتFRP: 159

6-3- تحلیلاقتصادی 160

6-3-1- گزینهی «عدممقاومسازی»: 160

6-3-2- تجهیزوبازسازی: 161

6-3-4- تجهیزساختمانی 161

6-3-5- مقایسهیگزینهها 162

6-3-5-1- هزینههایمستقیم 165

6-3-5-2- هزینههایغیرمستقیم 167

6-4- هزینهیمصالحوساختتجهیزFRP 169

6-4-1- نقشهیمقاومسازیالف: 169

_{6-5-خلاصه} 172

فصل هفتم: نتایج

7-1- دیوارهایبناییتحتتأثیربارگذاریدرسطحهموار 173

7-2- دیوارهایبناییتحتبارگذاریخارجازسطحهموار 174

منابعومآخذ 213

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

شکل1-1 خرابیدیوارهایURM (ترکیه، 199)…………….. 20

شکل1-2 فروریختندیوارهایURM (ترکیه، 199)…………. 22

شکل 2-1 ساختمانمودنادناک،شیکاگو…………………. 27

شکل 2-2 نتایجآزمایشپوششتقویتکنندهیخارجی………….. 31

شکل 2-3 محلتقویتافقی،تقویتبافولادداخلی……………. 32

شکل 2-4 نتایجآزمایش؛تقویتبافولادداخلی…………….. 33

شکل 2-5 مقاومسازیدرونی…………………………. 34

شکل 2-6 مقاومسازیباصفحاتفولادی…………………… 35

شکل 2-7 نتایجآزمایش- مقاومسازیخارجیبافولاد………… 37

شکل 2-8 دیوارتقویتشده؛شوگلر…………………….. 37

شکل 2-9 نتایجآزمایش؛شوگلر………………………. 38

شکل 2-10 نتایجآزمایش؛لارسن………………………. 39

شکل 2-11 نتایجآزمایشاحسانی……………………… 40

شکل 2-12 جداشدنورقههایFRP………………………. 43

شکل 2-13 نتایجآزمایش؛ولازکوئز……………………. 43

شکل 2-14 نتایجآزمایش؛حمید………………………. 44

شکل (3-1)ترکیباتالیافورزینتشکیلدهندهFRP………….. 47

شکل (3-2) دیاگراممقایسهتنش–کرنشFARPانواعوفولاد…….. 64

شکل (3-3) محدودهتنش–کرنشGFRP،AFRP،CFRP………….. 64

شکل 3-4 انواعمیلگردهایتجاریGFRPتولیدیشرکتهایمختلف…. 66

شکل 3- 5 فرآیندتولیدالیافFRPازطریقپیچاندنرشتهها…… 72

شکل 3- 6 فرآیندتولیدمیلگردازطریقپلتروژن]1- 3[…….. 73

شکل 3- 7 روندتولیدورقهوپوششFRPازطریقفرایندپلتروژن]1- 3[ 73

شکل 3- 8روندتولیدازطریقفشردهسازیدرخلأ(1- 3)……….. 75

شکل3- 9 «مجموعهیبیمارستانشهر»؛سنتلوئیس،ایالتمیسوری… 78

شکل 3- 10سیستمهایFRP…………………………… 79

شکل 3- 11ظهورسنگدانهها…………………………. 80

شکل 3- 12نصبورقههایFRP…………………………. 82

شکل 3- 13آمادهسازیسطحدردیوارهایبدونپوشش………….. 82

شکل 3- 14نصبمیلههایNSM………………………… 83

شکل 3- 15بندکشیمجددساختمانیFRP………………….. 84

شکل 3- 16مقاومسازیباتجهیزساختمانیFRP…………….. 85

شکل4-1 پایهیتراکمجانبی…………………………. 89

شکل 4-2 گسیختگیناشیازتنشجانبی (ترکیه،1999)……….. 90

شکل 4-3 خردشدنگوشههایمیانقابها(|ترکیه، 1999)……… 90

شکل 4-4 گسیختگیلغزشاتصال……………………….. 91

شکل 4-5 گسیختگیهایبالقوهدردیوارهایبدونبارمحوری……. 92

شکل4-6 لوازمآزمایشIL…………………………… 94

شکل 4-7 پوششهایباردربرابرآغازترکخوردگی…………… 95

شکل 4-8 نمونه-هاپسازگسیختگی؛سریIL……………….. 97

شکل4-9دیوارمقاومشدهپسازگسیختگی………………….. 98

شکل4-10………………………………………. 99

شکل 4-11 کنترلنواحیبرایبرآوردRF…………………. 99

شکل 4-12 سطحمقعد؛سریIF………………………… 103

شکل 4-13 توزیعفولاد؛سریIF………………………. 104

شکل 4-14 لوازمآزمایش،؛سریIF……………………. 106

شکل 4-15 لوازمآزمایشدرسطحهموار…………………. 106

شکل 4- 16 ترکهایموجیدرپاییندیوارها……………… 107

شکل 4-17 بارجانبیدربرابرجابجاییبالا؛سریIF………… 109

شکل 5-1 سطحمقطععمودیدیوارنمونه…………………. 115

شکل 5-2 صفحاترویطرفخارجیدیوار………………….. 119

شکل 5-3 لوازمآزمایش؛سریOF……………………… 120

شکل 5-4 نمایلوازمآزمایشسریOF…………………… 121

شکل 5- 5جرثقیلوچارچوبفلزی……………………… 121

شکل 5-6 تجهیزاتآزمایش؛سریOF……………………. 122

شکل5-7 ترکافقیدردیوار OF1……………………… 124

شکل 5-8 باردربرابرمنحنیخمششبکهینیمهارتفاع؛دیوارOF1.. 124

شکل 5-9 باردربرابرمنحنیخمششبکهینیمهارتفاع؛دیوارOF2.. 125

شکل 5-10 باردربرابرمنحنیخمششبکه-ینیمهارتفاع؛دیوار OF3 126

شکل5-11 شکستگیآجرسفال…………………………. 127

شکل 5-12 باردربرابرمنحنیخمششبکهینمیهارتفاع؛دیوارOF4. 128

شکل 5-13 دربرابرمنحنیخمششبکهینیمهارتفاع،دیوار OF5… 129

شکل 5-14 ترکخوردگیدردیوارOF5…………………… 129

شکل 5-15 باردربرابرمنحنیخمششبکهینیمهارتفاع؛دیوارOF6. 130

شکل 5-16 شکستگیآجرهادرپاییندیوارOF6…………….. 131

شکل 5-17 باردربرابرمنحنیخمششبکهینیمهارتفاع،دیوارOF7. 132

شکل 5-18 لایهلایهشدنگچ………………………….. 132

شکل5-19باردربرابرمنحنیخمششبکهینیمهارتفاع،دیوار OF8.. 133

شکل 5-20 ترکافقیدردیوارOF9…………………….. 134

شکل 5-21 باردربرابرمنحنیخمششبکهینیمهارتفاع؛دیوارOF9. 135

شکل 5-22 دربرابرمنحنیخمششبکهینیمهارتفاع؛دیوارOF10… 135

شکل 5-23 مقایسهیرفتاردیوارهایOF1،OF2،OF3وOF4…….. 136

شکل 5-24مقایسهیانبساطهایدیوارهایOF3وOF4…………. 137

شکل 5- 25مقایسهیرفتاردیوارهای OF3،OF5وOF8……….. 138

شکل 5-26 مقایسهیرفتاردیوارهایOF9وOF10…………… 139

شکل 5-27 مقایسهیرفتاردیوارهایOF1،OF3،OF6وOF7…….. 140

شکل 5-28 گردشدردیوارOF7……………………….. 141

شکل 5-29 مکانیزمگسیختگیخارجازسطحهموار…………… 143

شکل 5-30 رفتارمیانقابهایURM……………………. 144

شکل 5- 31 نمودارپیکرهآزادقسمتبالایدیوارURM……….. 145

شکل 5-32 محاسبهی ……………………………. 147

شکل 5-33 نمودارپیکرهآزادقسمتبالایدیوارمقاومشده……. 149

شکل 5-34 رابطهیبین ……………………….. 150

شکل 5-35 ارقامآزمایشیوپیشبینیشده؛دیوارURM……….. 153

شکل5-36 تحلیلنوارهایدیوار……………………… 155

شکل 5-37  ارقامآزمایشیوپیشبینیشده؛دیوارمقاومشده….. 157

شکل 6-1 نقشهیمقاومسازیالف……………………… 170

شکل 6-2 نقشهیمقاومسازیب……………………….. 171

شکل 1-1-1: نمونههایکنترل؛دیوارهایIL1-b+IL1-a………. 178

شکل 1-1-2: نقشههایمقاومسازیدیوارIL2…………….. 179

شکل 1-1-3: نقشههایمقاومسازیدیوارIL3…………….. 179

شکل 1-1-4: نقشههایمقاومسازیدیوارIL4…………….. 179

شکل: 1-2-1: نمونههایترکخوردگی؛دیوارIL1–a…………. 181

شکل: 1-2-2: نمونههایترکخوردگی؛دیوارIL1-b…………. 182

شکل: 1-2-3: نمونههایترکخوردگی؛دیوارIL2( جلو)…….. 183

شکل: 1-2-4: نمونههایترکخوردگی؛دیوارIL2( پشت)…….. 184

شکل: 1-2-5: نمونههایترکخوردگی؛دیوارIL3( جلو)…….. 185

شکل: 1-2-6: نمونههایترکخوردگی؛دیوارIL3( پشت)…….. 186

شکل: 1-2-7: نمونههایترکخوردگی؛دیوارIL4( جلو)…….. 187

شکل: 1-2-8: نمونههایترکخوردگی؛دیوارIL4 ( پشت)……. 187

شکل: 1-3-1: نمایکلینمونههایآزمایش………………. 189

شکل: 1-3-2: نمایمقدماتآزمایش…………………… 190

شکل: 1-3-3: نمایجگهایهیدرولیک………………….. 191

شکل: 1-3-4: دیوارIL1-bپسازفروریختن………………. 192

شکل: 1-3-5: ترکدرطرفجلو؛دیوارIL2……………….. 193

شکل: 1-3-6: ترکدرطرفپشت؛دیوارIL2……………….. 194

شکل: 1-3-7: ترکدرطرفجلو؛دیوارIL3……………….. 195

شکل: 1-3-8: ترکدرطرفپشت؛دیوارIL3……………….. 195

شکل 2-1-1 : نقشههایمقاومسازیدیوار………………. 196

شکل 2-1-2: میلههایGFRPدرپنجهدیوار……………… 196

شکل 2-2-1: نصبورقههایGFRP…………………….. 198

شکل 2-2-2: نصبمیلههایGFRP…………………….. 199

شکل 2-2-3: آمادهسازیلوازمآزمایش………………… 200

شکل 2-2-4: تیرواکنش…………………………… 200

شکل 2-2-5: نمایضلعهایمقاومنشده…………………. 201

شکل 2-2-6: سنگکاریدیوار……………………….. 201

شکل 3-1-1: نقشههایمقاومسازیدیوارOF3،OF4،OF6،OF7….. 203

شکل 3-1-2: نقشههایمقاومسازیدیوارOF5…………….. 204

شکل 3-1-3: نقشههایمقاومسازیدیوارOF8…………….. 205

شکل 3-1-4: نقشههایمقاومسازیدیوارOF9وOF10………… 205

شکل 3-2-1: بیمارستانمالکومبلیس…………………. 206

شکل 3-2-2: ازبینبردنلایههایگچ…………………… 207

شکل 3-2-3: هموارکردنسطحبنا…………………….. 207

شکل 3-2-4: بریدنورقههایالیاف…………………… 207

شکل 3-2-5: استفادهازلاکبارورکنندهبعنوانآستر………. 208

شکل 3-2-6: نصبورقههایالیاف…………………….. 209

شکل 3-2-7: استفادهازمیلههایNSMبعنوانمقاومسازیموجی… 209

شکل 3-2-8: سوراخکردندیواربرایآزمایش…………….. 210

شکل 3-2-9: نمایکلیلوازمآزمایش………………….. 210

شکل 3-2-10: استفادهازصفحاتبرایاعمالبار………….. 211

شکل 3-2-11: نمایجکهایهیدرولیکوتیرواکنش………….. 211

شکل 3-2-12: تیررویضلعواکنش…………………….. 212

شکل 3-2-13: دیوارتحتآزمایش…………………….. 212

شکل 3-2-14: لایهلایهشدگیگچ………………………. 212

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول 3- 1 خصوصیاتمکانکینمونهبرایکامپوزیتها(GFRP،CFRP، AFRP) 61

جدول 3- 2- مشخصاتانواعFRP………………………. 61

جدول4-1 ماتریسآزمایشسریIL………………………. 93

جدول 4-2  ارقامآزمایشیوتحلیلی…………………. 102

جدول 4- 3 ارقامآزمایشیوتحلیلی؛سریIF…………….. 110

جدول 5-1 ماتریسآزمایشبرایسریOF………………… 116

جدول 5-2 قدرتهایتراکمیمنشورهایآجری…………….. 151

جدول6- 1مقایسهیهزینهیهریکازگروهها……………… 162