بررسی تاثیر نانو ذرات دو بعدی بر خواص کامپوزیت های سیمانی

خلاصه
نانو ذرات دوبعدی از جمله گرافن، اکسید گرافن، نانو رسها و اخیرا نانو ذرات نیترید برون به دلیل خواص مکانیکی بالا و نیز ساختار دوبعدی کهدارند به عنوان یک افزودنی موثر در بهبود خواص مختلف کامپوزیتهای سیمانی مورد توجه قرار گرفتهاند. هدف این مقاله شرح مقایسهای اثر ایننانوذرات بر خواص مختلف کامپوزیتهای سیمانی و ترکیبات خاص بتن است. نتایج تحقیقات نشانگر آن است که از مهمترین ویژگیهای موثر ایننانوذرات بر ماتریسهای سیمانی می توان به بهبود خواص مکانیکی )مقاومتهای خمشی، فشاری و کششی(، کارایی، دوام، درجه و سرعتهیدراتاسیون، ممانعت از انتشار ترک، کاهش تخلخل و بهبود میکروساختار ترکیبات سیمانی اشاره کرد. این مواد به دلیل سطح ویژه بالایی کهدارند در مقایسه با نانوذرات صفر بعدی یا تک بعدی با درصدهای پایینتری نسبت به نانوذرات ذکر شده قابلیت بهبود خواص ماتریس سیمانی مورد نظر را دارند.

کلمات کلیدی:

نانو کامپوزیت بتنی . نانو ذرات دوبعدی . خواص مکانیکی . درصدهای بهینه 

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

تاثیر مدت زمان حرکت قوی زمین بر روی عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی

خلاصه
زلزلههایی با مدت بالای حرکت قوی زمین، به دلیل تعداد زیاد چرخههای رفت و برگشتی و انرژی زیادی که به سازهها وارد میکنند، میتوانندبحرانی باشند. بنابراین در بیشتر تحقیقات، شاخصهای خسارت بر اساس انرژی مورد مطالعه قرار گرفته است و در مواردی که دریفت طبقات بهعنوان شاخص خرابی مورد بررسی قرار گرفته، نتایج نسبتا متفاوتی ارائه شده است. برای بررسی اثر مدت زمان حرکت قوی زمین بر روی قابهایمدلسازی شد. از آنجایی که پیشبینی میشد زوال مقاومت و سختی و OpenSees در نرم افزار SAC99/No فولادی، دو سازه 3 و 9 طبقه پروژه 132تاثیر قابل ملاحظهای در میزان دریفت قابهای فولادی به خصوص در زلزلههای با زمان موثر بالا داشته باشند؛ فنرهای اصلاح شده ،P-Δ اثردر نظر گرفته شد. جهت مطالعه اثر حرکت قوی زمین، 18 P-Δ کراوینکلر جهت مدلسازی زوال و ستونهای فرضی جهت مدلسازی اثررکوردهای متنوع زلزله با زمانهای موثر متفاوت به سازهها اعمال گردید. نتایج تحلیلها نشان میدهد که افزایش مدت حرکت قوی زمین تاثیر قابلتوجهی دریفت طبقات به عنوان یک شاخص مهم خرابی ندارد.

کلمات کلیدی:

مدت زمان حرکت قوی زمین . قاب خمشی فولادی . زوال سختی و مقاومت . اثر P-Δ .تحلیل دینامیکی غیرخطی

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

اثر نانو ذرات تک بعدی پایه کربن بر خواص کامپوزیت های سیمانی

خلاصه
امروزه کاربری طیف گسترده ای از نانو ذرات تک بعدی با پایه کربن از جمله نانوتیوبهای کربنی و نانوفیبرهای کربنی را با انواع کامپوزیتهایسیمانی از جمله بتن های خود تراکم و عملکرد بالا شاهد هستیم. در این مقاله ابتدا اثر این نانو ذرات بر انواع کامپوزیتهای سیمانی بررسی و به دنبالآن یکی دیگر از پارامترهای حائز اهمیت، یعنی درصد بهینه نانو ذره مصرفی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه نحوه دیسپرسیون مطلوب این نانوذرات و اثر دیسپرسیون بر عملکرد آنها بررسی و بیان شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از درصد بهینه نانو ذرات تک بعدی پایه کربن ودیسپرسیون مطلوب آنها بهبود چشمگیر خواص مکانیکی ماتریس سیمانی، اثراتی بر مقاومت الکتریکی و رسانایی گرمایی آنها، کنترل انتشار ترک و کاهش حفره های ماتریس و افزایش استهلاک انرژی را به همراه دارد .

کلمات کلیدی:

نانو ذرات تک بعدی . دیسپرسیون . درصد بهینه

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

عملکرد روش بهنگام سازی معیارهای دینامیکی اطمینان مودال به منظور پایش سلامت قاب خمشی فولادی نامتقارن

کلمات کلیدی :

روش بهنگام سازی . تحلیل مودال . پایش سلامت . قاب خمشی فولادی

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

مقایسه عملکرد لرزه ای قاب های مهاربندی شده به شکل برون محور با مهاربند معمولی و کمانش ناپذیر

خلاصه
در این مقاله به بررسی عملکرد لرزهای قابهای دارای مهاربند کمانشناپذیر به شکل برونمحور) BRBF-E3 ( در مقایسه با سیستمهای مهاربندبرونمحور) EBF4 ( پرداخته میشود. همچنین در انتها سیستم BRBF-E با سیستم مهاربند کمانشناپذیر هممحور) BRBF-C5 ( مقایسه میشود.مدلهایی با سیستم BRBF-E و سیستم EBF 1 متر براساس ضوابط آییننامههای /5 ،1 ،2/5 ، 9 و 21 و با طول لینک 2 ،6 ، در تعداد طبقات 3 AISC 360-10 ASCE 7-10  ،  و ضوابط لرزهای AISC 341-10 با استفاده از نرمافزار Etabs طراحی شدهاند و پس از مدلسازیدوبعدی در نرمافزار PERFORM 3D ، تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل دینامیکی غیرخطی بر روی آنها انجام گرفته است. نتایج تحلیلاستاتیکی غیرخطی، نشان دهندهی ظرفیت باربری جانبی بیشتر برای سیستم BRBF-E نسبت به سیستم EBF است. نتایج تحلیل دینامیکیغیرخطی نشان میدهد، به سیستم BRBF-E نسبت به سیستم EBF ، ماکزیمم برش پایه دینامیکی کمتری وارد شده، که نشان دهندهی عملکرد بهتر این سیستم میباشد.

کلمات کلیدي:

برونمحور . مهاربندي کمانش ناپذیر برون محور . منحنی ظرفیت . ماکزیمم برش پایه دینامیکی . جابهجایی بام

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

اصلاح شبکه در مسائل 3 بعدی شکل گيری و رشد ترک با استفاده از ترکيب مکانيک خرابی پيوسته و روش اجزا محدود بسط یافته

خلاصه
تحلیل و پیش بینی گسیختگی قسمت های مختلف یک ماشین یا سازه، همواره یکی از اهداف علم مهندسی می باشد. امروزه روش اجزای محدودبسط یافته به عنوان یک روش موثر برای مدل سازی مسائل رشد ترک به کار می رود. معیار پیدایش و گسترش ترک ماکرو بر مبنای توزیع متغیرخرابی با استفاده از مدل مکانیک خرابی پیوسته انجام می شود. زمانی که منطقه تحت تاثیر ترک به میزان گسترده ای وارد منطقه پلاستیکشده باشد )مواد شکل پذیر( و به خصوص در مسائل سه بعدی، روش انتگرال J و یا المان های تماس چسبنده نمی توانند به دقت میدان هایاطراف نوک ترک را مدل سازی نمایند. در چنین مواردی استفاده از مدل های خرابی، روش قابل اتکایی نشان داده است. با استفاده از الگوریتماصلاح شبکه، می توان خطای ناشی از تجمع خرابی نوک ترک را در زمان بازشدگی و گسترش ترک کاهش داد. به منظور مدل سازی عددی از نرم افزار تجاری آباکوس استفاده شده و با بهره گیری از زیر برنامه یومت، می توان مدل خرابی-پلاستیسیته لمتر را کد نویسی کرد.

کلمات کلیدی:

اجزا محدود بسط یافته . مكانیک خرابی پیوسته . اصلاح شبكه . پیدایش و گسترش ترک

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

بررسی استفاده از مصالح پر مقاومت در عملکرد ستون های فولادی مستطیلی پر شده با بتن

خلاصه
در این مطالعه، رفتار ستونهای فولادی پر شده با بتن که در آن از فولاد و بتن پرمقاومت استفاده شده است، با روش اجزای محدود و به کمکنرمافزار آباکوس تحت فشار محوری مورد بررسی قرار میگیرد. جهت بررسی رفتار و مقاومت این نوع ستونها از یک مدل اجزای محدود غیرخطیاستفاده شده است که در آن، اثرات محصورشدگی هستهی بتنی، نقص هندسی اولیه و تنشهای پسماند نیز در نظر گرفته میشود. نتایج بدست آمدهاز آنالیز اجزای محدود با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه گردیده و از درستی مدلسازی اطمینان حاصل میگردد. مطالعات پارامتری نیز جهت بررسی اثر مقاومت فشاری بتن و تنش تسلیم فولاد بر رفتار و مقاومت ستونها و همچنین دقت پیشبینی آییننامهی AISC انجام شده است.

کلمات کلیدی:

ستونهای فولادی پرشده با بتن . فولاد و بتن پرمقاومت . نیروی محوری فشاری . روش اجزای محدود

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

ارزیابی عملکرد مهاربندهای کمانش ناپذیر تا هسته ی موج دار

کلمات کلیدی :

مهاربند کمانش ناپذیر . هسته ی موج دار . عملکرد سیکلی . جذب انرژی . نیر.ی اصطکاک

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

تاثیر ستون های خرپایی در بهبود عملکرد قاب های خمشی فولادی

خلاصه
هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر ستونهای خرپایی در کاهش محدودیتهای معماری است. به این ترتیب در سیستم قاب خمشی فولادی ازستونهای خرپایی استفاده شد که علاوه بر عملکرد سازهای به عنوان ستون، میتوان تاسیسات سازه را هم از آن عبور داده و به عنوان فضای داکت ازآن استفاده نمود. مدل اصلی مورد استفاده، سازههای 5 طبقهی قاب خمشی فولادی میباشد که با سازههای 5 طبقهی قاب خمشی فولادی دارایستون خرپایی و بدون فضای داکت مجزا مقایسه شدند. به عنوان نمونه مشاهده شد که در تعداد طبقات مشابه و با جایگذاریهای مختلف ستونهایخرپایی، علاوه بر کاهش محدودیتهای معماری، وزن مصالح مصرفی نسبت به سیستم قاب خمشی متداول تفاوت چندانی ندارد. همچنین تاثیر تعدادو نحوهی قرارگیری این ستونها در پلان مورد بررسی قرارگرفته و حالت بهینه مشخص شد. در ادامه، مقایسهی فوق برای سازهی 61 طبقه تکرار شدهو برخلاف نتایج مدلهای 5 طبقه، در اثر وجود ستونهای خرپایی نسبت به سیستم قاب خمشی معمولی جرم سازه کاهش یافت. بنابراین بکارگیری این ستونها در سازههای بلند مناسبتر میباشد.

کلمات کلیدی:

سیستم باربر جانبی . قاب خمشی فولادی . ستون خرپایی

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

تاثیر ستون های برشی در بهبود عملکرد سیستم های دوگانه با دیوار برشی بتنی

خلاصه
از مسایل اساسی اجرای سازههای بتنی، مشکل معماری و عدم امکان ایجاد نورگیری مناسب میباشد. در اکثر ساختمانهای متعارف از دو دیوار برشیدر هرجهت سازه استفاده میشود که با درنظرگیری احتمال خرابی یک دهانه حین زلزله، مرکز سختی ساختمان دچار تغییر شده و کنترل تغییر مکانجانبی مشکل میباشد. در تحقیق حاضر ساختمانهای 7 و 9 طبقه با دیوار برشی بتنی با مقطع مستطیلی و سپری مدل شده است. با ثابت نگهداشتن طولدیوار برشی در هر دو جهت و افزایش نسبت عرض جان به بال در سپری، تغییر مکان جانبی کاهش یافت. همچنین با حذف یک دیوار برشی در مدلسپری و در مدلی که تمام دهانه قرار دارد، خروج از مرکزیت در حالت دوم برخلاف حالت اول بیش از 5% شده و مقدار دریفت نیز تغییرات زیادیداشته است. تغییرات ارتفاع و میزان میلگردهای مصرفی در مدلها بررسیشده و مشاهدهگردید که با پخش دیوار برشی در پلان، نتایج بهتری بدست خواهد آمد.

کلمات کلیدی:

دیوار برشی . ستون برشی . سیستم دیوار برشی سپری .

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)