Skip to main content
SUPERVISOR
Kiachehr Behfarnia
کیاچهر بهفرنیا (استاد راهنما)
 
STUDENT
ALI BAGHERIKHOLANJANI
علی باقری خولنجانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Numerical study of the behavior of slab - column connections cast of High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites
Slabs are known as the major parts of construction of reinforced concrete structures for retaining and transferring gravity loads to the columns. Accordingly, numerous practical and theoretical experiments were conducted in order to know the behavior and the capacity of loaded Slabs. Concrete is one of the most used materials in the construction industry in the world. In recent decades, efforts have been made to increase the compressive strength of concrete for the optimal use of materials, which has been accompanied by significant improvements. However, weakness of concrete in tension, low ductility and brittle failures has been considered as the shortcomings of this material. To overcome these defects, over the past few decades, a number of studies have been carried out on High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites (HPFRCC). The main components of HPFRCC are generally cement mortar, fine aggregates and fiber. One of the main characteristic of this material is strain-hardening behavior under tensile loading. The experiment’s results show that bearing capacity, ductility, energy absorption, durability and resistance to external aggressive agents, the formation of multiple micro crack increase with HPFRCC material as compared with traditional concrete. The short-spread length fiber control crack opening and propagation cracks, and in most cases, steel fibers, glass, polypropylene, polyethylene, polyolefin, polyvinyl alcohol and carbon fiber are used. There are many old or constructed concrete structures with insufficient strength and low ductility against The gravity and seismic loads. Therefore, in this research, the behavior of slab column connection and a few proposed strengthening patterns of slab column connection has been investigated using HPFRCC or ECC (Engineering Cementitious Composites). In this regard, slab column connection have been numerically modeled and studied using nonlinear finite element method and ABAQUS software. Damaged plasticity behavioral model with the strain-hardening in tension of concrete behavior was used in this study. In this research, the effect of using HPFRCC in slab column connection of cyclic dynamic loading with different percentages of longitudinal and transverse reinforcement, various compressive strength by using capital and without it, and amount of it’s effects on ECC. In conclusion, the net result of all changes like twice increasing of ultimate forcing, twice increasing of ultimate displacement, fourfold rising energy absorption and rising punching shear capacity about 25 percent show that nowadays using (ECC) instead of normal concrete is more general in current structures. Keywords : Reinforced concrete slab-column, High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite(HPFRCC), Engineered Cementitious Composite (ECC), nonlinear finite element method, ABAQUS.
دال­ها به عنوان یکی از مهمترین اجزا سازه­های بتن مسلح برای تحمل و انتقال نیروهای ثقلی به ستون­ها همواره مورد توجه بوده­اند. از رو تحقیقات تجربی و نظری فراوانی به منظور شناختن رفتار و ظرفیت دال­های بتن مسلح زیر اثر بار­های قائم انجام شده است. بتن، یکی از پرکاربردترین مصالح در صنعت ساخت و ساز در دنیا است. در چند دهه اخیر تلاش­های فراوانی در راستای افزایش مقاومت فشاری بتن جهت استفاده بهینه از مصالح، انجام شده است که با پیشرفت­های چشمگیری همراه بوده است ولی همواره ناتوانی بتن در کشش و عدم شکل­پذیری مناسب و ترد بودن آن در شکست به عنوان ضعف این مصالح مطرح بوده است جهت رفع این نقایص در چند دهه اخیر تحقیقات زیادی بر روی کامپوزیت­های سیمانی الیافی توانمند [1] انجام شده است که ساختار تشکیل دهنده اصلی آن­ها عموما ملات سیمان، سنگدانه­های ریز و الیاف است. ویژگی شاخص این مصالح رفتار سخت شوندگی کرنشی [2] تحت بارگذاری کششی است. نتایج آزمایشات انجام شده بر روی اعضای ساخته شده از کامپوزیت­های سیمانی الیافی توانمند حاکی از افزایش ظرفیت باربری، شکل­پذیری، جذب انرژی، دوام و مقاومت در برابر عوامل مهاجم خارجی، شکل­گیری و گسترش ترک­های چندگانه که منجر به افزایش شکل­پذیری کششی می­شود نسبت به اعضای ساخته شده مشابه آن­ها با بتن معمولی است. نقش اصلی الیاف با طول کوتاه پخش شده، کنترل بازشدگی و انتشار ترک­ها است و در انواع الیاف فولادی، شیشه، پلی پروپیلن، پلی اتیلن، پلی الفین، پلی وینیل الکل و الیاف کربنی استفاده می­شوند و بسته به نوع آن­ها (ویژگی­های مکانیکی، قطر و خصوصیات سطحی) موارد کاربرد متفاوتی دارند.در این پایان­نامه با توجه به نیاز به طراحی سازه­های شکل­پذیر (به ویژه در مناطق زلزله خیز) و با وجود سازه­های بتنی قدیمی و یا در حال ساخت که از نظر مقاومت و شکل­پذیری به دلایل فراوانی ممکن است پاسخگوی نیاز سازه درمقابل بارهای ثقلی و لرزه­ای نباشند، به بررسی رفتار دال ستون بتن مسلح و رفتار دال ستون ساخته شده از کامپوزیت­های سیمانی الیافی توانمند و یا کامپوزیت­های سیمانی مهندسی شده [3] پرداخته شده است. اکثر تحقیقات انجام شده در زمینه تقویت و مقاوم سازی اعضای بتنی، با ورق های کامپوزیت مسلح پلیمری [4] است. لذا در این تحقیق، رفتار دال-ستون با چند الگوی پیشنهادی با استفاده ازکامپوزیت­های سیمانی الیافی توانمند و یا کامپوزیت­های سیمانی مهندسی شده، بررسی شده است. در این راستا اتصال دال-ستون بتنی با استفاده از روش مدل­سازی عددی مبتنی بر روش اجزای محدود و مدل رفتاری پلاستیسیته آسیب [5] به همراه اثر سخت شوندگی کششی رفتار بتن، در نرم افزار آباکوس [6] مدل­سازی شده است.در این تحقیق تاثیر استفاده ازکامپوزیت­های سیمانی الیافی در دال-ستون بتنی تحت اثر بارگذاری دینامیکی چرخه­ای با درصدهای مختلف آرماتورهای طولی و عرضی در دال، مقاومت­های مختلف فشاری در حضور کتیبه و بدون حضور کتیبه و میزان تاثیر مشخصات کششی مصالح کامپوزیت­های سیمانی الیافی مختلف در رفتار دال-ستون بتن مسلح، بررسی شده است. نتایج حاکی از افزایش بار قابل تحمل تا 2 برابر، افزایش تغییر شکل نهایی در حدود 2 برابر، افزایش میزان جذب انرژی در حدود 4برابر و افزایش ظرفیت برش منگنه­ای در حدود 25 درصد در صورت جایگزین کردن مصالح کامپوزیت­های سیمانی الیافی توانمند به جای بتن­های معمولی متداول در سازه­های کنونی است

ارتقاء امنیت وب با وف بومی