مقاله مطالعه عددی موقعیت قرارگیری نوارهای CFRP برباربحرانی کمانش ستونهای قوطی شکل فولادی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله مطالعه عددی موقعیت قرارگیری نوارهای CFRP برباربحرانی کمانش ستونهای قوطی شکل فولادی دارای ۱۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله مطالعه عددی موقعیت قرارگیری نوارهای CFRP برباربحرانی کمانش ستونهای قوطی شکل فولادی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله مطالعه عددی موقعیت قرارگیری نوارهای CFRP برباربحرانی کمانش ستونهای قوطی شکل فولادی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله مطالعه عددی موقعیت قرارگیری نوارهای CFRP برباربحرانی کمانش ستونهای قوطی شکل فولادی :

چکیده

در این مقاله ، روش کـاربردی و کـارا جهـت مقـاوم سـازی سـتون هـای فـولادی در برابـر کمـانش بوسـیله ورق هـای CFRP ارائه شـده اسـت . بـرای ایـن منظـور نمونـه هـای متعـددی در سـه گـروه A و B و C کـه بـه ترتیـب سـتون هــای بــا ضــریب لاغــری ۶۴ ، ۰۷ و ۲۲ را در خــود جــای داده توســط نــرم افــزارANSYS مــدل ســازی گردیــده است . تمامی نمونه هـا بـه صـورت سـه بعـدی و غیـر خطـی مـدل سـازی شـده انـد و در تمـامی آنهـا ملاحظـه مـی شــود کــه اســتفاده از پلیمرهــای مســلح شــده بــه فیبرکــربن بصــورت قابــل ملاحظــه ای مقاومــت ســتون را در برابــر کمــانش افــزایش داده اســت . در ادامــه جهــت بهینــه سـازی و کــابردی نمــودن ، موقعیــت قرارگیــری مصــالح CFRP مورد بررسی قرار گرفته اسـت . همچنـین سـعی شـده تـا انـدازه بهینـه ای از پلیمرهـای مسـلح شـده بـه فیبـر کـربن جهت پایین آوردن هزینه های مقاوم سازی ارائه شود .

واژه هایکلیدی : مقاوم سازی ، CFRP ، پلیمرهای مسلح شده به فیبرکربن ، ستونهای فولادی مربع شکل

– ۱ مقدمه

ستون ها اعضای فشاری هستند که بار وارده بر آنها از طریق تیرها انتقال پیدا می کند . این بار یـا بـه صـورت محـوری یـا برون محوری }لنگر خمشی{ است. باید در نظر داشت که در طراحی ستون ها از مهمترین عوامل تاثیر گذار ، در نظـر گـرفتن کمانش عضو است . اصولا هیچ ستونی تا آخرین ظرفیت مقطع خود نمیفتواند باربری کند و زودتر توسط کمانش از بین میرود. کمانش در ستون ها پیش از هرچیز به ضریب لاغری ستون بستگی دارد. یک طراح یا مهندس محاسب باید همیشـه مواظـب کمانش در ستون ها باشد و طراحی را بر اساس آن چک کند. اما به دلایل مختلف از جمله طراحی اشـتباه ، اجـرای نـا مناسـب ، بارگذاری بیش از حد و یا تغییر کاربری ممکن است ستون های سازه نیاز به مقاوم سازی داشته باشـد . روش هـای مختلفـی برای تقویت سازه ها مورد استفاده قرار میگیرد . پلیمر های مسلح شده به فیبر کربن یکی از مصالح نوین برای مقاوم سازی می

International Conference on Civil Engineering Architecture & Urban Sustainable Development 18 &19 December 2013, Tabriz , Iran

باشند . در گذشته کاربرد FRP بیشتر روی سازه های بتنی و بخصوص پل ها بود و اولین سازه فلزی کـه در دنیـا بـا پوشـاندن ورق های CFRP مقاوم سازی شد پل راه آهن HYTHE در انگلستان بود.[۱] اما امروزه استفاده از FRP بـرای مقـاوم سـازی سازه های فولادی رواج فراوانی یافته است.

آقای لیو و همکاران جزو اولین محققانی بودند که به بررسی اثر FRP بر روی پل های فلـزی پرداختنـد. [۲ ] آقـای سـن و همکاران نیز تحقیقاتی را برای بررسی ورق های CFRP بر روی پل های فلزی انجام دادند. [۳ ] آقای جین هی و همکاران نیـز به بررسی روش تعمیر و افزایش ظرفیت باربری تیرورق های دارای خوردگی موضعی پرداختند و بـه ایـن نتیجـه رسـیدند کـه استفاده از ورق های CFRP تنش را در محل خوردگی پایین می آورد و می تواند بـه عنـوان یـک روش سـریع و سـاده جهـت تقویت پل های فولادی دارای خوردگی مورد استفاده قرار گیرد. [۶ ]

در دانشگاه بیرمنگام نیز یک تحقیق در مورد تقویت بال کششی تیرهای I شکل غیر متقارن فشرده فولادی صـورت گرفتـه که نتایج تحقیق افزایش %۴۲ در ظرفیت خمشی مقطع را نشان می دهد. [۵ ] پاتنایک و بایر به مطالعه اثر مقاوم سازی برشـی و خمشی در تیرهای فولادی با کمک پوشش های CFRP پرداختند . در تیرهایی که تحت آزمایش برای مقاوم سازی خمشـی قرار گرفتند ، افزایش %۳۷ در ظرفیت باربری مشاهده شد . همچنین در تیرهایی که برای بررسی برشی ورق هـای CFRP در جان تیر قرار گرفت افزایش %۴۲ درظرفیت برشی تیر مشاهده شد. [۴ ] سید احمد به مطالعه تحلیلی کمانش موضعی تیرهـای فولادی I شکل دارای جان نازک با استفاده از پوشاندن سطح فشرده شده ای که دچـار کمـانش موضـعی مـی شـود بـا کمـک CFRP پرداخت . هدف نهایی از این بررسی پاسخ کمانش موضعی در جان تیر است . در این بررسی مشخص شـد کـه کـاربرد نوارهای CFRP نه تنها بار کمانش نهایی را در عضو ۴۷-۲۷ درصد افزایش می دهد بلکـه مقاومـت نهـایی تیـر را نیـز ۲ – ۲ درصد افزایش می دهد. [۰ ] نرماشیری و همکاران اثر ضخامت های مختلف بر روی مقـاوم سـازی تیرهـای فـولادی را بـه ازای ضخامت های مختلف بررسی کردند و نتایج نشان داد که ضخامت های مختلف بر روی شـکل شکسـت ، ظرفیـت تیـر و شـکل توزیع تنش بر روی CFRP اثر گذار است. [۸ ] همچنین نرماشیری و همکاران حالت مدل سازی دو بعدی و سه بعدی را نیز بـا هم مقایسه کردند و نتایج حاکی از تفاوت قابل توجه در نتـایج دو بعـدی و سـه بعـدی مـی باشـد. [۸ ] آقـای حیدرالزبیـدی و همکاران بر روی مدل سازی اتصال نوارهای CFRP و فولادی تحت بارهای کششی دینامیکی بوسیله نرم افزار اجـزا محـدودی ABQUS تحقیق نموده اند و به این نتیجه رسیدند که برای مدل سازی سه لایه CFRP نمی توان توسـط نـرم افـزار اجـزای محدود جدا شدگی لایه های چسب و CFRP را بخوبی پیش بینی نمود اما برای یک لایه CFRP این نرم افزار نتایج خـوبی را می تواند پیش بینی نماید. [۲ ] ماسیلیانو باچیاریلی و همکاران تحقیقاتی در مورد رفتـار الاسـتو پلاسـتیک تیرهـای پیوسـته فولادی تقویت شده بوسیله CFRP انجام داده اند و به این نتیجه رسیده اند که با تقویت این تیرها می توانـد از ایجـاد مفصـل پلاستیک جلوگیری نماید. [۱۷ ]

آقای عبداللهی چهکند و همکاران تحقیقاتی را برروی تاثیر CFRP در افزایش مقاومت پیچشی مقاطع فولادی مربع شـکل توخالی انجام داده اند و به این نتیجه رسیدند که می توان با دورپیچ نمودن CFRP نیروی پیچشی را بالا برد و همچنین زاویه قرارگیری در این نوع مقاوم سازی مهم می باشد و باید الیاف CFRP را در جهت اصلی تنش کششی قرار داد. [۱۱ ]

International Conference on Civil Engineering Architecture & Urban Sustainable Development 18 &19 December 2013, Tabriz , Iran

آقای دانگ و همکاران نیز بر روی مقاوم سازی ستون های فولادی پر شده با بتن بوسیله CFRP تحقیق کرده اند و به ایـن نتیجه رسیدند که دورپیچ CFRP بر روی ستون های دایره ای تو پر و تو خالی تـاثیر بهتـری نسـبت بـه مقـاطع مربـع شـکل دارد. [۱۲ ] همانطور که ملاحظه می شود در تحقیقات گذشته مطالعات اندکی در زمینه مقاوم سازی ستونهای فولادی صـورت گرفته و اکثر مطالعات معطوف به تیرهای فلزی و یا سازه های بتنی بوده است لذا هدف از این تحقیق بررسـی و تحلیـل مقـاوم سازی ستونهای فولادی با استفاده از پلیمرهای مسلح شده به فیبر کربن و بدسـت آوردن موقعیـت قرارگیـری مناسـب مصـالح CFRP می باشد. برای این منظور با استفاده از نرم افزار اجزا محدودی ANSYS ، ۵۱ نمونه کامپیوتری شامل سه گـروه A ، B و C مدل سازی شده است.