دانشگاه شیراز

دانشکده مهندسی

پایان نامه ­ی کارشناسی ارشد در رشته­ ی مهندسی عمران – سازه های هیدرولیکی

 بهسازی لرزه‌ای مخازن بتنی مرتفع ذخیره آب با استفاده از ورقه های FRP

 استادان راهنما

دکتر محمود رضا ماهری

دکتر غلامرضا رخشنده رو

چکیده

مخازن هوایی ذخیره مایعات، نه تنها برای ذخیره آب، بلکه برای ذخیره مواد شیمیایی و سمی، در اشکال مختلف بکار می‌روند. با در نظر گرفتن کاربرد این سازه­ها در عمران و شهرسازی و شبکه­های صنعتی، اهمیت آن ها، قبل و بعد از وقوع زلزله مشخص می­گردد. اهمیت این سازه­ها از آنجاست که وظیفه مهمی چون آبرسانی، به عهده این مخازن می­باشد. همچنین در هنگام وقوع زلزله، اگر شکستی در مخازن ذخیره مواد شیمیایی و سمی رخ دهد، باعث ایجاد ضررهای محیطی و طبیعی می­گردد.

در این پایان نامه در ابتدا با بررسی رفتار مخازن مرتفع بتنی ذخیره آب و  با استفاده از نرم­افزار المان محدود، ANSYS، مکانیزم شکست این سازه­ها مشخص گردیده اند. سپس جهت مقاوم­سازی لرزه­ای این مخازن با استفاده از کامپوزیت FRP، با مدلسازی مجدد، تحت بارهای دینامیکی مورد کنترل و بررسی قرار گرفته اند. مکانیزم شکست این مخازن از نوع شکست خمشی بدست آمد. محل این شکست در ابتدای شفت نگهدارنده‌ی بتنی می باشد. پس از آن با انتخاب 9 مدل، آنالیز استاتیکی غیر خطی فشار افزون و آنالیز دینامیکی تاریخچه ی زمانی بر روی آنها انجام گردید. سپس با بدست آوردن ضرایب شکل پذیری و تنش های بیشینه به مقایسه‌ی نتایج پرداخته شده است. با توجه به نتایج، مشخص می شود که ورقه های FRP توانایی بهسازی مخازن مورد مطالعه را دارند. در انتها، مدلهای برتر جهت بهسازی معرفی شده است. همچنین مشخص گردید که در صورت وجود فاکتورهای دیگری در ارائه ی طرح بهسازی (از جمله موقعیت لوله های اتصالی و …) طول و ضخامت ورقه‌های FRP مصرفی تغییر می کند. 

واژگان  کلیدی: مخزن بتنی مایعات، آنالیز فشار افزون، نمودار مقاوم سازی لرزه ای، FRP

فهرست مطالب

  عنوان                                                                                                        صفحه

 فصل اول: مقدمه ……………………………………………………………………………………….. 2

 فصل دوم:مروری بر تحقیقات گذشته…………………………………………………………………. 5

فصل سوم: مبانی تئوری

3-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………….. 9

3-1-1-تعریف مخزن بتنی ……………………………………………………………………… 9

3-2- مثال‌های زوال مخازن مرتفع………………………………………………………………….. 10

3-2-1- گزارش زلزله منجیل درباره زوال و خسارت­های مخازن مرتفع………………………. 10

3-2-1-1-مخزن شماره یک ……………………………………………………………………………………. 10

3-2-1-2-مود زوال مخزن شماره یک…………………………………………………………………….. 11

3-2-1-3-مخازن شماره دو و سه …………………………………………………………………………… 11

3-2-1-4-مواد زوال مخزن شماره دو………………………………………………………………………. 12

3-2-1-5-مواد زوال مخزن شماره سه …………………………………………………………………… 12

3-2-2- زلزله BHUJ در سال 2001 …………………………………………………………………………. 13

3-2-3- زلزله بم در سال 2003 …………………………………………………………………………………. 15

3-3- رفتار مخازن مرتفع در برابر زمین لرزه ………………………………………………………. 17

3-3-1- خرابی‌های کلی در مخازن ذخیره مایعات و عوامل آن……………………………………. 18

3-4- محاسبه نیروها و بارگذاری………………………………………………………………………….. 18

3-4-1- بارهای وارده بر مخازن هوایی……………………………………………………… 18

3-4-2- نحوه محاسبه بارها…………………………………………………………………………… 19

3-4-2-1-بار مرده ……………………………………………………………………………… 19

عنوان                                                                                                        صفحه

 3-4-2-2-بار زنده……………………………………………………………………………………. 19

3-4-2-3-فشار استاتیکی سیال ……………………………………………………………………………… 19

3-4-2-4-نیروی ناشی از تغییرات دما…………………………………………………………………….. 19

3-4-2-5-نیروهای دینامیکی وارده به مخزن………………………………………………………….. 19

3-4-3- فشارهای هیدرودینامیکی در مخازن……………………………………………. 20

3-5- عوامل مهمر دیگر ……………………………………………………………………………………….. 20

3-5-1- تاثیر انعطاف‌پذیری دیوارهای مخزن ……………………………………………….. 20

3-5-1-1- بررسی تأثیر انعطاف‌پذیری بر فشارهای هیدرودینامیکی……………………. 20

3-5-1-2-  استفاده از روش جرم افزوده با در نظر گرفتن

 انعطاف‌پذیری دیوارها …………………………………………………………………………….. 22

3-5-2- تاثیر بر هم کنش خاک و مخزن…………………………………………………………………….. 24

3-5-3- رفتار پیچشی ارتعاشی غیرارتجاعی مخازن مرتفع ……………………………………….. 29

3-6- بهسازی رفتار با استفاده FRP……………………………………………………………………………. 29

3-6-1- تعریف FRP……………………………………………………………………………………………. 29

3-6-2- الیاف مورد استفاده در کامپوزیت‌های FRP…………………………………………………… 30

3-6-2-1- الیاف شیشه ………………………………………………………………………………………. 30

3-6-2-2- الیاف کربن ………………………………………………………………………………………… 31

3-6-2-3- الیاف آرامید………………………………………………………………………………………… 31

3-6-3- رزین­های موجود در ساخت FRP…………………………………………………………………….. 31

3-6-4- پوشش­های FRP…………………………………………………………………………………. 32

3-6-4-1- پوشش­های دست ساز……………………………………………………………………….. 32

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: