طراحی و ارزیابی منهول بتن پلیمری سبک وزن

Design and Assessment of a Lightweight Polymer Concrete Utility Manhole

1. مقدمه
2. مواد و روشها
3. نتایج و بحث
4. خلاصه و نتیجه گیری ها
منابع

بتن پلیمری مخلوطی است که در آن به جای سیمان پرتلند (به عنوان چسباننده) از پلیمر استفاده می شود. این کار سبب بهبود مقاومت های کششی و ترک خوردگی، و مقاومت شیمیایی یک سازه بتنی می گردد. در این مقاله فرمولاسیون های مختلفی را ارزیابی کرده ایم تا یک دهانه بازدید زیرزمینی از جنس بتن پلیمری را با حداقل وزن ممکن بهینه سازیم. این فرمولاسیون ها بر مبنای یک سیستم اپوکسی-آمین مخلوط شده با مصالح دانه ای با وزن معمول، و مصالح دانه ای با وزن فوق العاده سبک است. هدف ما این است که یک سازه دهانه (دریچه) زیرزمینی را طراحی و ارزیابی کنیم که دارای مقاومت شیمیایی اپوکسی، استحکام، و وزن سبکی است؛ ما به این طریق بررسی می کنیم که آیا جایگزینی «مصالح دانه ای با وزن نرمال» با «مصالح دانه فوق العاده سبک» میتواند به بهبود استحکام و کاهش وزن سازه کمک کند. ما دو سیستم بتن پلیمری را از فرمولاسیون آن طراحی کردیم و عملکرد مکانیکی آنها را به صورت تجربی ارزیابی نمودیم. ما یک مدل عددی را برای یک دهانه بازدید زیرزمینی از جنس بتن پلیمری توسعه دادیم که از فرمولاسیون های مختلفی ساخته شده بود. ما آنرا به صورت جعبه ای که تحت بارهای معمول خاک قرار دارد، ساده کرده بودیم. این جعبه دارای یک اندازه استاندارد بود. حداقل ضخامت دیواره آن برای تحمل فشارهای حاصل از خدمات در حال استفاده، از شبیه سازی عددی تعیین شد. این مدل پیش بینی کرد که فرمولاسیون «اپوکسی/مصالحی با وزن نرمال» را با میتوان یک ضخامت دیواره نازک تر از فرمولاسیون با مصالح فوق العاده سبک، مورد استفاده قرار داد. همچنین وزن سازه دهانه بازدید زیرزمینی ساخته شده با این فرمولاسیون 6 برابر از وزن همان جعبه ساخته شده با یک بتن سنتی از سیمان پرتلند خواهد بود.

2. مواد و روشها
2.1 مواد
یک رزین اپوکسی با یک سختگر مبتنی بر آمین به عنوان چسباننده انتخاب شد. اپوکسی و آمین توسط نووارچم اس. اِی. (آرژانتین) به ترتیب با نام های تجاری DICAST 867 و DICURE 383 تهیه شدند. Dicast 867 یک رقیق کننده واکنش پذیر است که حاوی رزین اپوکسی یک وظیفه ای مبتنی بر A/F بیس فنل با ویسکوزیته پایین است. سخت کننده DICURE 383 یک پلی آمین سیکلولیفاتیک است.

مصالح دانه ای سنتی همچون ماسه درشت دانه (مدول ریزی و نرمی 2.96)، ماسه ریزدانه (مدول ریزی و نرمی 1.86) و پودر کوارتز ریزدانه مورد استفاده قرار گرفتند (شکل 1a). به علاوه به منظور تحقق پایین ترین چگالی نهایی دهانه بازدید، از مصالح غیرسنتی سبک همچون گلوله های ترموپلاستیک پلي اتيلن ترفنات (PET) (1.5 mm × 2.9 mm × 2 mm) و ریزکره های شیشه ای توخالی (d50 = 40 μm) نیز استفاده کردیم (شکل 1b). خصوصیات آنها را در جدول 2 و دانه بندی آنها (ASTM c 136 [20]) را در جدول 3 ارائه داده ایم.

بتن پلیمری را با 80 wt.% از جامدات و 20 wt.% از سیستم اپوکسی/سخت¬کننده انتخاب شده طراحی نمودیم. چون هیچ مصالح دانه ای روی الک شماره 4 (N°4) باقی نمانده بود بنابراین این مخلوط در حقیقت یک ملات پلیمری است اما چون در تکنولوژی بتن پلیمری این دو اصطلاح غالباً به جای هم (و به یک معنا) بکار می روند بنابراین ما آنرا بتن پلیمری می نامیم. همان طور که پیشنهاد شده بود [10,14] از حداکثر مقدار سیستم رزین استفاده کردیم تا در طی فراورش به یک مخلوط با ویسکوزیته پایین تر و یک وزن نهایی کمتر دست یابیم. همچنین هر چه نسبت جامدات به چسباننده بالاتر باشد، خصوصیات نهایی بهتری بدست می آید [14].

آزمایش مدل و بررسی عددی اثر تداخل حلقه های نزدیک به هم و پایه های دایره ای بر روی ماسه تقویت شده

Model testing and numerical investigation of interference effect of closely spaced ring and circular footings on reinforced sand

چکیده
1. مقدمه
2. رفتار پی های حلقه ای و دایره ای بر روی خاک ماسه ای
3. رفتار پی های با فاصله نزدیک بر روی ماسه مسلح
4. مصالح آزمایش شده
5. تجهیزات
6. روند آزمایش
7. نتایج و بحث
8. ماسه غیر مسلح
9. ماسه مسلح
10. اثر تداخلی
11. تحلیل عددی
12. صحت سنجی کجی (مایل بودن) پی ها
13. مقایسه بین نتایج عددی و آزمایشگاهی
14. نتیجه گیری
منابع

چکیده
با توجه به وجود بارهای سنگین و عدم دسترسی مکان های ساخت مناسب، مهندسان اغلب باید پی ها را در فاصله نزدیک به یکدیگر اجرا کنند. این پی ها بر روی یکدیگر تاثیر می گذارند که می توان به اثرات بار-نشست و رفتار ظرفیت باربری اشاره کرد. در این تحقیق، ظرفیت باربری پی های حلقه ای و دایره ای با فاصله نزدیک به هم بر روی ماسه مسلح به صورت عددی و آزمایشگاهی بررسی شده است. هدف این تحقیق، ارزیابی اثر تداخلی بر روی ظرفیت باربری پی های دایره ای و حلقه ای مجاور است. پی ها بر روی ماسه مسلح و غیر مسلح مورد بررسی قرار گرفته اند. در این تحقیق، اثر تداخلی پی ها، اثرات شکل، اثر فاصله میان پی ها و همچنین اثر لایه میلگرد گذاری بر روی ظرفیت باربری مطالعه شده اند. جهت دستیابی به این اهداف، مدل های دایره ای و حلقه ای آزمایشگاهی و همچنین مدل های عددی استفاده شده اند. برنامه جزء محدود رایانه ای PLAXIS 3D Foundation جهت مدل سازی عددی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج تحلیل عددی و آزمایشگاهی نشان می دهند که ظرفیت باربری نهایی دو پی حلقه ای و دایره ای نزدیک به هم هنگامی دارای بیشترین مقدار است که آنها دقیقا در کنار یکدیگر قرار گرفته و این مقدار به افزایش فاصله به نسبت قطر پی کاهش می یابد (Δ/D). می توان دریافت که برای Δ/D>4، ظرفیت باربری هر پی مجاور مشابه با پی تکی است. این موضوع به این معنی است که در یک فاصله مرکز به مرکز بزرگتر از 4D، هیچ اثر تداخلی قابل توجهی مشاهده نشده و هر پی کم و بیش به صورت مستقل مشابه با یک پی تکی رفتار کرده است.

2. رفتار پی های حلقه ای و دایره ای بر روی خاک ماسه ای
فیشر (1957) راهکاری را جهت محاسبه نشست پی های حلقه ای بر روی یک محیط الاستیک نیمه نامتناهی پیشنهاد کرده است. سپس ایگوروف (1965) روابطی را جهت محاسبه فشار باربری زیر پی حلقه ای و نشست آن پیشنهاد کرد. اوهری و همکاران (1997) مجموعه ای از تست های آزمایشگاهی را بر روی پی های حلقه ای مدل با استفاده از ماسه روان انجام دادند و مشاهده کرد که برای نسبت قطر داخلی به قطر خارجی مساوی 0.375 در رینگ، ظرفیت باربری به حداکثر مقدار خود می رسد. هاتف و رضوی (2003) دریافتند که ظرفیت باربری پی حلقه ای با نسبت قطر داخلی به قطر خارجی حدود 0.2-0.4 حدود %25 بیشتر از ظرفیت باربری پی دایره ای با قطر خارجی مشابه است. همچنین، بوشهریان و هاتف (2003) به بررسی ظرفیت باربری پی حلقه ای و دایره ای بر روی ماسه مسلح با مدل های آزمایشگاهی و تحلیل عددی پرداختند. در تحقیق آنها، اثرات عمق لایه اول تقویتی، تعداد لایه ها و فاصله قائم میان لایه ها بر روی ظرفیت باربری مطالعه شدند. باسادهار و همکاران (2007) به صورت آزمایشگاهی پی های دایره ای واقع بر لایه نیمه نامتناهی ماسه مسلح شده با ژئوتکستایل را بررسی کردند. همچنین آنها آنالیز های عددی و تحلیلی را جهت پیش بینی رفتار نشست- بار و مقایسه نتایج با مشاهدات آزمایشگاهی انجام دادند. لامان و ییلدیز (2007) به صورت عددی ظرفیت باربری نهایی پی های حلقه ای قرار گرفته بر روی یک بستر ماسه ای با و بدون استفاده از المان های ژئوگرید را مطالعه کردند. تحلیل آنها با استفاده از برنامه جزء محدود Plaxis انجام شد و اثر عمق لایه تقویتی اول، تعداد لایه های تقویتی و اندازه لایه تقویتی بر ظرفیت باربری نهایی شالوده های حلقه ای مورد بررسی قرار گرفتند. ال سواف و نظیر (2012) به صورت آزمایشگاهی رفتار یک مدل بارگذاری شده برون محوری اعمالی بر روی پی حلقه ای واقع بر یک لایه متراکم ماسه ای را که بر روی یک لایه ماسه شل قرار گرفته است، مطالعه کرده و اخیرا چاکرابورتی و کومار (2013) ظرفیت باربری نهایی یک پی دایره ای واقع بر خاک های دانه ای و چسبنده-اصطکاکی تقویت شده با یک صفحه تقویتی دایره ای افقی را با استفاده از آنالیز های تحلیلی بررسی کردند.

3. رفتار پی های با فاصله نزدیک بر روی ماسه مسلح
داس و لبری-چریف (1983) ظرفیت باربری نهایی دو پی نواری نزدیک به هم بر روی ماسه را با استفاده از تست های مدل آزمایشگاهی مطالعه کرده اند. سلوادورای و رابا (1983) به صورت آزمایشگاهی توزیع تنش تماسی زیر دو پی نواری صلب تداخلی واقع در حالت تماس بدون اصطکاک را با یک لایه ماسه متراکم به وسیله اساس صلب یکنواخت مطالعه کرده اند. خینگ و همکاران (1992) تست های آزمایشگاهی را بر روی پی های نواری با فاصله نزدیک به هم بر روی ماسه مسلح شده با لایه ژئوگرید انجام داده اند. ال اشو و همکاران (1994) اثر تعدادی از لایه های تقویتی را بر روی ظرفیت باربری پی های مربعی و نواری نزدیک به هم بر روی ماسه مسلح شده به صورت آزمایشگاهی مطالعه کرده اند. آنها گزارش کرده اند که اثرات داخلی در پی های مربعی کمتر بوده اما تاثیر قابل توجهی بر ظرفیت باربری پی های نواری با فاصله نزدیک بر روی ماسه مسلح داشته است. کومار و ساران (2003) فشار، نشست و کجی پی های نواری و مربعی مجاور واقع بر خاک ماسه ای مسلح را با استفاده از تست های مدل بررسی کرده و نتایج مشابهی را گزارش کرده اند. کومار و گوش (2007) ظرفیت باربری نهایی دو پی نواری تداخلی را با استفاده از روش ویژگی های تنش بررسی کرده اند.

آنالیز پایداری و کمانش غیرخطی قوس های درجه بندی عملکردی کامپوزیت تحت فشار خارجی و بارگذاری دمایی

Nonlinear stability and buckling analysis of composite functionally graded arches subjected to external pressure and temperature loading

چکیده
1. مقدمه
2. فرضیات و شکل گیری معادلات تعادل
3. تعیین فشار کمانش بحرانی
4. تحلیل عددی
5. نتیجه گیری ها
منابع

چکیده
این مقاله به بررسی پایداری غیرخطی و رفتار کمانش قوس ها با مواد درجه بندی شده تابعی کامپوزیت (FGM) می پردازد که در عرض بارگذاری دما و فشار قرار دارند. با معرفی یک تابع جابجایی مجاز، انرژی پتانسیل کل به صراحت از نظریه پوسته دیواره نازک پیروی می کند. معادلات تعادل غیرخطی با تغییر تابع انرژی پتانسیل محاسبه شده اند، و فشار کمانش بحرانی به صورت تحلیلی پیش بینی شده است. تایید با استفاده از شبیه سازی عددی انجام شده است که مسیرهای تعادل پیش و پس کمانش را دنبال می کند، این امر نشان می دهد که نتایج عددی با پیش بینی های تحلیلی مطابقت خوبی دارند. مشاهده شده است که افزایش دما منجر به افزایش جابجایی به سمت بالا شده، که برای فشار کمانش مفید بوده و مدول یانگ را کاهش می دهد، که برای فشار کمانش مفید نیست. بنابراین، فشار کمانش نسبت به افزایش دما غیرخطی است. در نهایت، مجموعه ای معادلات پارامتری در درجه اول روی اثرات توان کسری حجم وافزایش دما روی توزیع کرنش حلقه، تنش، نیرو و لنگر خمشی تمرکز دارد.

2. فرضیات و شکل گیری معادلات تعادل
پارامترهای هندسی در شکل 4، با زاویه مرکزی آلفا و طول محیطی متناظر با آن برابر با L نمایش داده شده اند، که در آن ، مقطع عرضی ، و R شعاع است. یک سیستم مختصات منحجنی متعامد با محورهای y، x- و y- و z به ترتیب در جهت مماسی، محوری و شعاعی تعریف شده است. دو فرضیه به منظور تسهیل فرایند مشتق گیری اتخاذ شده اند، که (1) ابعاد مقطه عرضی بسیار کوچکتر از طول (2L) و شعاع (R) است. بنابراین، مقطه عرضی در طول تغییرشکل در صفحه باقی می ماند، و (2) خواص دو ماده تشکیل دهنده به دما بستگی داشته و تنها خواص پلاستیک در نظر گرفته شده اند. کمانش در بررسی حاضر پیش از شکست مواد رخ داده است. همانطور که در شکل 4 مشاهده می شود، جابجایی شعاعی به عنوان تعریف شده است و جابجایی مماسی برابر با است. در اینجا، که در آن زاویه ای است که از تاج شروع شده و بر خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت کرده و برای نیمه سمت راست قوس، که برای راه حل تحلیلی در نظر گرفته شده است به این دلیل که بارگذاری و هندسه نسبت به محورعمودی که مطابق با شکل 4 از میانه دهانه عبور می کند، متقارن هستند. در ادامه نظریه پوسته دیواره نازک، مولفه های جابجایی به صورت زیر بیان شده اند:

2.4 مقایسه ها و بحث ها
نتایج تجربی با راه حل های تحلیل معادله 29 برای قوس های گیردار گیردار و معادله 33 برای قوس های سوزنی سوزنی نشان داده شده در جدول 2 مقایسه شده است. مشاهده می شود که فشار کمانش عددی توافق خوبی با راه حل های عددی داشته و حداثر تفاوت برای تمامی موارد بررسی شده با دو افزایش دما ، دو زاویه مرکزی متفاوت (آلفا) و 5 حجم بالاتر از توان کسری حجم بیشتر از 5 درصد نمی باشد، مگر برخی از موارد سوزنی سوزنی با n=5 و این امر بدان دلیل است که جابجایی حرارتی بالاتر (شکل 3(a)) منجر به توزیع غیرمتقارن تر خواص مواد در دهانه میانه قوس های سوزنی سوزنی با n=5 و می شود. چنین جابجایی منجر به فشار کمانش بحرانی بیشتر از اثرات کاهش مدول القا شده توسط افزایش دما می شود.

بهینه سازی ساختاری فیزیکی-سایبری با استفاده از شبیه سازی ترکیبی بلادرنگ

Cyber-physical structural optimization using real-time hybrid simulation

چکیده
1- مقدمه
2- بهینه سازی ترکیبی در زمان واقعی (RTHO)
3- مجموعه های آزمایشی
4- نتایج
5- نتیجه گیری و پیشنهادات
منابع

چکیده
به طور سنتی، بهینه سازی ساختاری، یک فرایند عددی است. طرح های نامزد از طریق شبیه سازی عددی ایجاد شده و ارزیابی می شوند (به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل المان های محدود). با این وجود، هنگام برخورد با ساختارهای پیچیده ای که مدل سازی عددی آن ها سخت است، ممکن است خطاهای بزرگی بین مدل عددی و ساختار فیزیکی وجود داشته باشد. در این حالت، بهینه سازی کمتر معنی دار است زیرا نتایج بهینه به جای ساختار فیزیکی با مدل عددی مرتبط است. آزمایش هایی را می توان در الگوریتم بهینه سازی برای نمایش ساختارها یا اجزاء پیچیده انجام داد. با این وجود، محدودیت های زمانی و هزینه ای، زمانی که بهطور مکرر ساخت و ارزیابی سیستم های کامل ساختاری انجام می شود، یک مانع محسوب می شوند. شبیه سازی ترکیبی در زمان واقعی (RTHS) یک ابزار آزمایشگاهی اثربخش و کارآمد است که شبیه سازی عددی را با آزمایش های تجربی ترکیب کرده و از کل عملکرد ساختاری استفاده می کند. در این مقاله چارچوبی برای بهینه سازی ترکیبی در زمان واقعی (RTHS) پیشنهاد شده است. RTHS برای ارزیابی عملکرد طرح های نامزد در فرایند بهینه سازی استفاده می شود. این چارچوب با استفاده از RTHS ، یک روش تجربی مدرن که ریشه در مهندسی زلزله دارد، یک محیط بهینه سازی فیزیکی سایبر را ایجاد می کند. این مقاله چارچوب RTHO به همراه مطالعات اثبات مفهوم را تعیین می کند. در یک مطالعه مقدماتی، طراحی جداسازی پایه یک ساختمان دو طبقه برای حفاظت لرزه ای بهینه شده است. RTHO برای انتخاب بهینه پارامترهای قانون کنترل نیمه فعال چندگانه برای یک میراگر MR نصب شده در لایه ایزوله یک ساختمان پنج طبقه پایه جدا شده انجام شد. هر دو مورد از RTHS برای ارزیابی طرح های نامزد و بهینه سازی ازدحام ذرات(PSO) برای بهینه سازی استفاده کرده اند. RTHO برای ارزیابی زیر ساخت های آزمایشی غیرخطی، به ویژه آن هایی که آسیب دائمی ندارند، مانند دستگاه های کنترل ساختاری مناسب است. در صورت تمایل می توان آسیب ساختاری را از طریق مؤلفه عددی مدل نمود. این مقاله ادغام الگوریتم های بهینه سازی پیشرفته ترین حالت با روش های تجربی پیشرفته را پیشنهاد کرده و یک رویکرد سایبر-فیزیکی برای بهینه سازی ساختاری را نشان می دهد.

2-2 توسعه چارچوب RTHO
چارچوب RTHO با جایگزینی شبیه سازی عددی به عنوان مثال ، FEM) با (RTHS ایجاد می شود. اهداف محاسبه شده از پاسخ های ساختاری اندازه گیری شده برای هدایت حرکت ذرات در جستجوی راه حل استفاده می شود. RTHS برای هر راه حل طراحی نامزد (ذره) تحت هر مورد ارزیابی (برانگیختگی) به کار می رود. عملکرد طرح های نامزد مورد ارزیابی قرار می گیرد و از نتایج برای جمع آوری یک گروه بعدی از طرح ها برای ارزیابی استفاده می شود. این روند ادامه پیدا می کند تا زمانی که یک راه حل قابل قبول پیدا شود. چارچوب تکراری در شکل 1 نشان داده شده است.

چالش های اساسی RTHS در چارچوب RTHO نیز وجود دارند. هر آزمایش RTHS به حدی پایدار است که این آزمایش قابل انجام باشد. متغیرهای طراحی باید قبل از انجام RTHS به درستی محدود یا بررسی شوند تا از بی ثباتی جلوگیری شود.یکی دیگر از چالش های اصلی ایجاد یک پل فرم فیزیکی سایبر با بروزرسانی خودکار در موقعیت های ذرات (پارامترهای نمونه آزمایشی) است که با اجرای خودکار RTHS و تجزیه و تحلیل از طریق الگوریتم بهینه سازی دنبال می شود. تحقق RTHO نیاز به کنترل خودکار، تبادل داده و بروزرسانی دارد. برای دستیابی به تبادل و به روزرسانی داده در الگوریتم RTHS و الگوریتم بهینه سازی ، یک بستر در AutomationDesk تعبیه شده با ControlDesk ، MATLAB و Python ایجاد شده است. AutomationDesk یک ابزار اتوماسیون تست قدرتمند برای تست سخت افزار در حلقه (HIL) است. روال های آزمایشی می توانند در AutomationDesk بصورت گرافیکی ایجاد شوند با کتابخانه هایی که حاوی بسیاری از توابع توکار هستند. اتوماسیون تست با متغیرهای از پیش تعیین شده (یعنی یک ماتریس تست) با استفاده از AutomationDesk ساده است. هنگام استفاده از متغیرهایی که به صورت آنلاین تعیین می شوند (یعنی در هنگام بهینه سازی)، برنامه نویسی پیچیده تر می شود. شکل 2 دنباله آزمایش ایجاد شده برای RTHO را در AutomationDesk نشان می دهد. زیرساختار و برانگیختگی عددی در MATLAB با اولیه سازی متغیرها و موقعیت ذرات تعریف می شود. از اسناد پایتون به عنوان پلی برای تبادل داده بین MATLAB و AutomationDesk استفاده می شود. در هر تکرار ، موقعیت ذرات به دنبال معادله (2) به روز شده و پس از بررسی مرزهای متغیر، در RTHS استفاده می شود تا از ثبات RTHS اطمینان حاصل شود. RTHS با استفاده از سخت افزار dSPACE و نرم افزار ControlDesk که پارامترها، فرآیند آزمایش و اندازه گیری ها را کنترل می کنند، انجام می شود. دنباله انجام آزمایش RTHS از طریق ControlDesk همانطور که در شکل 2 (b) نشان داده شده است در AutomationDesk ایجاد می شود. بعد از هر آزمایش، اندازه گیری ها در MATLAB انجام می شود تا توابع هدف را ارزیابی کند. هنگامی که یک راه حل بهتر برای هر ذره یافت می شود ، بهترین موقعیت های محلی به روز می شوند. اگر بهترین موقعیت محلی راه حل بهتری نسبت به تکرارهای قبلی باشد ، بهترین موقعیت کلی به روز می شود. RTHS در ادامه تکرارها با سرعت و موقعیت های به روز شده ذرات تا رسیدن به حداکثر تکرار یا شروع معیارهای توقف ادامه می یابد. علاوه بر این، الگوریتم مکث و ادامه به گونه ای اضافه شده است که بهینه-سازی در صورت لزوم با اطمینان می تواند قطع شود.

2-3 حرکات زمینی زمین لرزه
این چارچوب با استفاده از گروهی از حرکات زمینی که قبلاً توسط سامرویل [28] برای استفاده در پروژه FEMA در قاب های با مقاومت لحظه ای فولادی ساخته شده، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این گروه شامل 20 مورد ثبت شده شتاب زمین افقی تنظیم شده است به طوری که میانگین طیف پاسخ آنها با طیف طراحی NEHRP 1997 مطابقت دارد. در این مطالعه، گروه زمین لرزه های مربوط به مرکز شهر لس آنجلس برای سطوح خطر لرزه ای مربوط به 10 درصد احتمال فراتر رفتن در یک دوره 50 ساله انتخاب شد. این 20 رکورد زلزله ، علامت گذاری شده با عناوین LA01-LA20 ، از جهت گسل-موازی (FP) و گسل نرمال (FN) از ده زلزله ثبت شده مشتق شده است.

بررسی تجربی رفتار برشی رابط آجرکاری-پس پری در پل های قوسی بنایی

Experimental investigation on the shear behaviour of the brickwork-backfill interface in masonry arch bridges

چکیده
1 مقدمه
2 برنامه ازمایشی
3 آزمایشات مقاومت برشی رابط آجرکاری-خاکریزی
4 نتایج تجربی
5 بحث
6 نتیجه گیری ها
منابع

چکیده
این مقاله نتایج یک کمپین تجربی را برای توصیف رفتار برشی اثر متقابل آجرکاری-خاکریزی در پل های قوسی بنایی ارائه می دهد. دو ماده اولیه نشانگر خاکریزی در پل های قوسی بنایی واقعی (سنگ آهک خرد شده فشرده و خاک رس) در برابر نمونه های بنایی آجرکاری با دو الگوی چسبندگی متفاوت (یک چسبندگی لایه ستون و یک چسبندگی انگلیسی) باز می شوند. نتایج نشان دادند که رفتار برشی رابط بین بنایی و خاکریزی متفاوت از رفتار برشی داخلی مصالح خاکریزی بود. هنگامی که سنگ آهک خرد شده بعنوان ماده اولیه خاکریزی در نظر گرفته شد، نسبت بین زاویه اصطکاک رابط سنگ آهک-بنایی (φ_i) و زاویه اصطکاک داخلی (φ) سنگ آهک برای قرار گرفتن در محدوده 0.70 تا 0.75 تعیین شد. با این حال، زمانی که خاک رس بعنوان ماده اولیه خاکریزی استفاده شد، نسبت φ_i⁄φ بسیار کمتر بود و با فرض چسبندگی-صفر در رابط رتبه 0.51 تا 0.52 را داشت و در صورتی که چسبندگی رابط در نظر گرفته شود، رتبه 0.35 تا 0.39 را داشت. علاوه بر این، ویژگی های مواد اولیه خاکریزی تاثیر معنی داری بر رفتار برشی رابط داشت در حالی که اثرات الگوی چسبندگی آجرکاری حاشیه ای بودند. این تحقیق آگاهی ارزشمندی را درباره پارامترهای رابط آجرکاری-خاکریزی برای تحلیل عددی پل های قوسی بنایی ارائه می دهد.

2- برنامه ازمایشی
2-1- واحد، ملات، و نمونه های بنایی
در این تحقیق از آجرهای رسی پخته شده با مقاومت فشاری زیاد/جذب پایین آب (که از این به بعد بعنوان آجر نوع A نامیده می شود) بعنوان واحدهای بنایی استفاده می شود. آجرها دارای ابعاد اسمی 215 میلیمتر طول × 102 میلمیتر عرض× 63 میلیمتر ارتفاع و چگالی 2470 کیلوگرم/مترمکعب هستند. مقاومت فشاری، مدول یانگ، مقاومت خمشی و همچنین مقاومت کششی این نوع آجرها از طریق آزمایشات فشرده سازی استاندارد، آزمایشات خمشی سه نقطه ای و ازمایشات برزیلی (شکاف خوردگی) به دنبال روش و شرایط ذکر شده در [29،30] مشخص می شوند. جدول 2 تعداد نمونه ها، مشخصات مقاومتی تعیین شده و همچنین ضریب تغییرات (CV) نتایج آزمایشی را برای آجرهای نوع A مورد استفاده نشان می دهد. ملات سیمانی با نسبت 1:2 (سیمان/ماسه توسط حجم) و نسبت آب/ماده چسبنده 0.4 (برحسب وزن) بعنوان ماده اتصال دهنده انتخاب می شود تا دوام اتصال خوب و زمان سخت شدن سریع را تضمین کند.

تحقیقات قبلی نشان داده اند که سختی مصالح ساختمانی می تواند بر پارامترهای مقاومت برشی در سطح مشترک مصالح ساختمانی خاک به ویژه برای مصالح ساختمانی نرم مانند چوب، ژئوممبران و پلیمر نرم تاثیر بگذارد [31-33]. زمانی که از تنش های معمولی نسبتا زیاد استفاده می شود، حرکت ذرات خاک در امتداد رابط تماس جامد خاک توسط لغزش و شخم زدن مشخص می شود که منجر به افزایش در اصطکاک رابط می شود [34،35]. با این حال، این تاثیر هنگام افزایش مصالح ساختمانی کمتر قابل توجه است. زبری و بافت سطح جامد و ویژگی های خاک مانند تراکم خاک، میزان آب، اندازه ذره و مورفولوژی برای مصالح ساختمانی سخت مانند بتن و فولاد عوامل غالب بر رفتار رابط نسبت به مقاومت مصالح ساختمانی هستند. عامل ضروری که تعیین می کند آیا مصالح ساختمانی در ازمایش جعبه برشی به صورت «نرم» یا «سخت» دسته بندی می شوند، این است که آیا سطح مصالح در طول برش توسط ذرات خاک مختل می شود یا خیر. در این تحقیق از آجرهایی با مقاومت زیاد و ملات سیمانی برای دستیابی به دوام زیاد نمونه های آجرکاری استفاده می شود و از آسیب به اتصالات ملات توسط ذرات پرکننده در طول آزمایشات جلوگیری می شود و زبری سطح و بافت یکسان در طول دوازده آزمایش انجام شده بر روی هر نمونه آجرکاری حفظ می شود. علاوه بر این با توجه به یافته های حاصل از آزمایشات رابط فولاد-خاک و رابط بتن-خاک انتظار نمی رود که ویژگی های مقاومت اتصالات آجرها و ملات بر رفتار اصطکاکی رابط آجرکاری-خاکریزی تا قبل از مختل شدن سطح آجرکاری تاثیر بگذارد.

تنش تسلیم خمیر سیمان و پایداری ملات خود تراکم

Cement paste yield stress and self-compacting mortar stability

چکیده
1 مقدمه
2 برنامه آزمایشی
3 نتایج و بحث
4 نتیجه گیری
منابع

چکیده
بتن خود متراکم (SCC) به دلیل عملکرد بالای آن بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. این موضوع بیشتر به دلیل پایداری جدانشدنی اجزای آن است که توسط رئولوژی خمیر سیمان هدایت می شود و تحت تاثیر ویسکوزیته تعلیق کلی قرار می گیرد. با اشاره به قانون استوکس ذرات جامدی که نیروهای رو به پایین اعمال می کنند، تنها زمانی در فاز مایع قرار می گیرند که نیروی پسا از بین برود. این تحقیق استدلال می کند که پایداری ملات سیمان خود متراکم نه تنها به ویسکوزیته کلی تعلیق وابسته است بلکه همچنین به تنش تسلیم محیط معلق خمیر سیمانی نیز بستگی دارد. اندازه گیری های رئولوژیکی در حالت ثابت برشی، دستگاه های ستون معمولی و مجموع اندازه گیری کربن آلی انجام می شوند. نتایج نشان دادند که ملات های سیمان با خمیرهای تنش تسلیم بیشتر تعلیق های پایدارتری نشان دادند در حالی که خمیرهای تنش تسلیم کمتر منجر به ملات های ناپایدار با جداشدگی بیشتر شدند. هیچ همبستگی بین پارامترهای رئولوژیکی و آب انداختن خمیرهای سیمانی و ملات های سیمانی مربوطه یافت نشد

2- برنامه آزمایشی
2-1- مصالح
2-1-1- ماسه
در این تحقیق از ترکیب دو ماسه سیلیس کریستالی استفاده می شود که توسط ضقیچی و همکاران [20] توصیه شده است تا با داشتن نسبت های قابل قبول ذرات ریز و درشت نتایج مطلوب حاصل شود. ماسه مخلوط شده شامل 50% تقسیم دو ماسه برای قرار گرفتن در محدودیت های درجه بندی SANS 1083 بود که در شکل 1 نشان داده شده است.

2-1-2- سیمان
از سه سیمان متفاوت نوع CEM I 52.5N استفاده می شود. آنها در سه کارخانه متفاوت توسط شرکت مشابه تولید می شوند. جدول 1 ویژگی های شیمیایی را نشان می دهد که با استفاده از فلورسانس اشعه X (XRF) بدست آمده است. سیمان ها اکسیدهای متفاوتی دارند که منجر به فازهای سیمانی مختلف مانند محتوای آلومینات می شود که می تواند بر جذب های SP تاثیر بگذارد. ویژگی های فیزیکی در جدول 2 ارائه می شوند.

2-1-3- فوق روان کننده ها
دو نوع SP یعنی SP1 و SP2 برای تولید ملات SCC استفاده می شوند. این دو نوع SP به صورت جداگانه بهینه سازی می شوند و سپس به نسبت های مختلف با یکدیگر ترکیب می شوند تا SP3 تولید شده در دوز بهینه 0.9% را تولید کنند. این کار باعث می شود که مقادیر تنش تسلیم متفاوت خمیرهای سیمان بدست آید تا تاثیر آنها را بر پایداری SCCM مربوطه ارزیابی کند. این دو SP بر پایه پلی کربوکسیلات هستند و شامل پلیمرهای اکریلیک با ویژگی های متمایز هستند که در جدول 3 و 4 نشان داده شده است. این SPها براساس توانایی های جذب متفاوت مبتنی بر عملکرد گروه خود مانند SP1 دارای زنجیره جانبی طولانی تر و وزن مولکولی بیشتر نسبت به SP2 هستند.

استفاده از اینترنت اشیا در صنعت ساخت و ساز و مدیریت تسهیلات: مرور نمونه های کاربردی

Use of the Internet of Things in the Construction Industry and Facility Management: Usage Examples Overview

چکیده

1 مقدمه

2 روش شناسی

3 فرایند شناسایی و مرور کلی نمونه های کاربردی

4 نتیجه گیری

منابع

چکیده

اینترنت اشیا (IoT) به عنوان حوزه مهمی در نظر گرفته می شود که در زمینه تلاش های دیجیتال سازی مرتبط با عصر چهارم ساخت و ساز به سرعت در حال تکامل پیدا کردن است. در این مقاله قصد داریم کاربردهای اینترنت اشیا را در چارچوب صنعت ساخت و ساز در مراحل منتخب چرخه عمر تاسیسات یعنی مرحله ساخت و ساز و مرحله عملیاتی مورد بررسی قرار دهیم. به طور ویژه، نمونه هایی از کاربردهای این حوزه جمع آوری شدند و مورد بحث قرار گرفتند و در نهایت تحلیل ما با کمک چندین مقاله مروری مرتبط با یک مبحث مشخص تکمیل شدند. نتایح تحلیل ما نشان می دهند که اینترنت اشیا با توجه به پیچیدگی پروژه های ساخت و ساز و همچنین عمرمفید طولانی مدت تاسیاست می تواند پتانسیل کاربردی گسترده و متنوعی داشته باشد. مفاهیم کاربردی اینترنت اشیا در مراحل چرخه عمر اشاره شده عمدتا متفاوت هستند و برای مثال بر روی مسائل کیفیت، سلامت و ایمنی در چارچوب مرحله ساخت و ساز یا مفاهیم هوشمندی و مدیریت انرژی در چارچوب مرحله عملیاتی تمرکز می کنند. علاوه بر این، ما در تحلیل خود یک موضوع مشترک را برای هر دو مرحله بررسی شده شناسایی کردیم که همان ارتباط متقابل بین اینترنت اشیا و مدل بندی اطلاعات ساختمان است. از آنجا که پیش بینی میکنیم پیاده سازی پروژه های ساختمانی با کمک مدل بندی اطلاعات ساختمان در آینده بیشتر رواج پیدا کند، انتظار داریم که اهمیت این رابطه متقابل بین اینترنت اشیا و مدل بندی اطلاعات ساختمان نیز افزایش پیدا خواهد کرد.

2- روش شناسی
ما جست و جوی خود در منابع را در چارچوب پایگاه های داده اسکوپوس، سایسنس دایرکت و همچنین پایگاه داده وب آو ساینس انجام دادیم. واژه های کلیدی استفاده شده در جست و جوی ما شامل عباراتی همچون «اینترنت اشیا»، «ساخت و ساز» و «مدل سازی اطلاعات ساختمان» بودند. جست و جوی ما در حوزه های موضوعی «مهندسی» و «انرژی» بودند. ما در زمان غربال اولیه چکیده ها و عنوان ها تصمیم گرفتیم که لیست انتشارات را از طریق تمرکز بر روی مطالعات موردی عملی (تمرکز موضوعی)، توجه به تعداد ارجاعات (اهمیت علمی) و تاریخ انتشارات، کوتاه کنیم. به عبارت دیگر، ما انتشارات اخیر را ترجیح دادیم (به جا بودن منابع). ما بر اساس این سه رویکرد توانستیم انتشارات مرتبط را برای ادامه تحلیل خود شناسایی کنیم. بعد از خواندن متن کامل مقالات منتشر شده، لیست نهایی ما شامل 21 منبع منتشر شده در ژورنال های آکادمیک بود. در نهایت مطالعه ما با کمک یک مقاله کنفرانس و یک کتاب مرتبط تکمیل شد. تحلیل ما همچنین شامل مقالات مروری بود تا اینکه از منابع مدرن در دسترس آگاهی داشته باشیم.

سپس در ادامه لیست نهایی انتشارات تحلیل شد. هدف ما آشکار کردن حوزه های عملی نمونه کاربردهای مرتبط در صنعت ساخت و ساز با تمرکز ویژه بر روی مراحل ساخت و ساز و عملیات در چرخه عمر ساختمان بود. ما بر اساس این گام ها توانستیم یک جدول مرور کلی ارائه دهیم که شامل حوزه های کاربردی در چارچوب این دو مرحله چرخه عمر ساختمان بود.

بررسی خوردگی ناشی از جریان های پراکنده با فرکانس پایین بر روی زیرساخت های بتن مسلح در سیستم منبع تغذیه حمل و نقل ریلی با سرعت بالا

Investigation of the low-frequency stray current induced corrosion on reinforced concrete infrastructure in high-speed rail transit power supply system

چکیده
1 مقدمه
2 مدل ریاضی خوردگی جریان های پراکنده ناشی از جریان متناوب با فرکانس پایین
2.1 مدل هندسی ساختارهای بتنی تقویت شده
2.2 مدل عددی خوردگی ایجاد شده از جریان پراکنده ناشی از جریان متناوب با فرکانس پایین
3 مواد و روش ها
3.1 مواد مورد استفاده در آزمایش
3.2 تست الکتروشیمیایی
4 بحث و نتیجه گیری
4.1 نتایج تست تافل
4.2 پیاده سازی عددی
4.3 تطبیق آزمایشگاهی
5 جمع بندی
میزان مشارکت نویسندگان
اعلان تعارض منافع
تقدیر و تشکر
مراجع

چکیده

حمل و نقل ریلی الکتریکی پرسرعت (HSERT ) در سراسر جهان گسترش فراوانی داشته است. با این وجود زیرساخت های بتنی تقویت شده (RCI )، علی الخصوص زیرساخت های مورد استفاده در سکوی پل های راه آهن، در معرض خطر ترک خوردگی براثر جریان های پراکنده می باشند. تحقیق حاضر به بررسی مکانیزم ایجاد ترک بر اثر جریان های پراکنده با فرکانس پایین اختصاص داشته پایه ای علمی برای تعمیر، پایداری و طراحی عملکرد زیرساخت های بتنی در طول عمر استفاده از آن ها فراهم می نماید. مدل ریاضی مربوط به ترک های ایجاد شده به دلیل جریان های پراکنده با فرکانس پایین با در نظر گرفتن توزیع فضایی و زمان مصرف اکسیژن در کنار اشباع حفرات موجود در زیرساخت های بتنی تقویت شده ایجاد گردیده اند. به دلیل نوسانات غلظت اکسیژن از حالت شبه پایا استفاده شده و رفتار خوردگی زیرساخت های بتنی تقویت شده با اشباع حفرات مختلف نسبت به جریان های پراکنده با فرکانس پایین به صورت سیستماتیک با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج مدل ریاضی به وسیله اندازه گیری های پتانسیل نیم سلول مورد بررسی قرار گرفته اند.

1 مقدمه

رشد سریع حمل و نقل ریلی برقی پرسرعت در مواجهه با نیازمندی های گوناگون در حوزه های ذخیره انرژی، حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار به تدریج تبدیل به یکی از اساسی ترین شیوه های حمل و نقلی شده است. زیرساخت های بتنی تقویت شده، خصوصا زیرساخت های مورد استفاده در پل های راه آهن، نقش مهمی را در امنیت این روش حمل و نقل ایفا می کنند. با این وجود خوردگی های ایجاد شده بر اثر جریان های پراکنده از حمل و نقل ریلی الکتریکی تاثیر به سزایی بر پایداری و طول عمر این زیرساخت های بتنی دارند [2].

5 جمع بندی

در پی گسترش سریع حمل و نقل ریلی پرسرعت جریان پراکنده به یک خطر احتمالی در تخریب پایداری زیرساخت های بتنی تقویت شده تبدیل شده است. تحقیق حاضر به بررسی مکانیزم خوردگی جریان های پراکنده اختصاص داشته و پایه ای را برای تحقیقات آتی (شامل تخمین قابلیت تعمیر، پایداری و طراحی عملکردی دوره کاری ساختارهای بتنی تقویت شده، در کنار بهینه سازی سیستم های محافظت در برابر خوردگی) فراهم می آورد. از سوی دیگر در این تحقیق از جریان های پراکنده با فرکانس پایین استفاده شده که به شرایط واقعی نزدیک تر بوده و توزیع فضایی و میزان مصرف زمانی اکسیژن (عامل قطبش زای ضروری برای فرآیند کاتد) نیز در نظر گرفته شده است. علاوه براین میزان اشباع حفرات ملات نیز در روش المان محدود مورد توجه قرار گرفته است.

Abstract

High-speed electrified rail transit (HSERT) has been developed intensely worldwide. However, the reinforced concrete infrastructure (RCI), especially for the deck of viaducts, has the risk of stray current (SC) induced corrosion. The present research is dedicated to revealing the mechanism of low-frequency SC (LSC) induced corrosion and providing a scientific basis to ensure serviceability, sustainability and cycle-life performance design of RCI. Considering the spatial distribution and time consumption of oxygen as well as pore saturation of RCI, the mathematical model of LSC induced corrosion is established. Based on the fluctuations of oxygen concentration, the quasi-steady state is proposed. And the corrosion behaviors of RCI with different pore saturation subjected to LSC are compared systematically. The results of mathematical model are verified by the measurement of half-cell potential.

1 Introduction

The rapid development of the high-speed electrified rail transit (HSERT) meets the strategic requirements of energy conservation, environmental protection and sustainable development, which has gradually become one of the most vital modes of transportation for individuals. The reinforced concrete infrastructures (RCI), especially for the viaducts, play a significant role in the safety of HSERT. However, corrosion induced by stray current (SC) from HSERT seriously affecting the durability of RCI[2].

5 Conclusion

The SC has become a potential hazard deteriorates the durability of RCI due to the rapid development of HSERT. The present research is dedicated to revealing the corrosion mechanism of SC and providing basis for subsequent researches (including the evaluation of serviceability, sustainability and cycle-life performance design of RCI as well as the optimization of corrosion protection system). On the one hand, the LSC which is closer to the actual project is adopted; on the other hand, the spatial distribution and time consumption of oxygen concentration (as the crucial depolarizer for cathode process) as well as the pore saturation of the mortar are considered in FEM.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی خوردگی ناشی از جریان های پراکنده با فرکانس پایین بر روی زیرساخت های بتن مسلح در سیستم منبع تغذیه حمل و نقل ریلی با سرعت بالا

Investigation of the low-frequency stray current induced corrosion on reinforced concrete infrastructure in high-speed rail transit power supply system

همگن سازی میکرومکانیکی میله های فولادی در بتن مقاوم سازی شده برای آنالیز تخریبی

Micromechanical homogenisation of steel bars in reinforced concrete for damage analysis

چکیده

1 مقدمه

2 مدل میکرومکانیکی

3 الگوبرداری ساختاری

4 اجرای تحلیل اِلمان محدود

5 تأیید و اعتباربخشی مدل

6 میله‌های بتن مقاوم‌سازی شده در وضعیت تنش

7 دستاوردها

منابع

چکیده
     جنبۀ همگن‌سازی مبتنی بر الگوبرداری از مواد تقویت کنندۀ بتن در ترکیب با قوانین پایۀ مربوط به تخریب که در یک الگوی اِلمان محدود برای شبیه سازی رویداد تخریب بتن و میله‌های مقاوم کنندۀ آن در ساختارهای بتنی مقاوم سازی شده به کار می‌رود، مورد بررسی قرار گرفت. از این فرآیند برای شبیه سازی رفتار مواد مقاوم کنندۀ پراکنده شده در بتن استفاده شد و در شبیه سازی نواحی دارای مواد مقاوم کنندۀ متمرکز در بین اجزای ساختاری نیز به کار گرفته شد.

     این الگو در برابر آزمون‌های کاربردی که بر روی اجزای بتن مقاوم سازی شده انجام شده‌اند و در متن به آنها اشاره شده است، مورد مقایسه قرار گرفت و تنش مستقیم و خمش بر روی آن بررسی شد. در این مدل، بدون آن که میله‌های جایگذاری شده به صورت شبکه‌ای درآیند و هزینه‌های محاسباتی بالایی متحمل شود، ویژگی‌های اصلی عملکرد تخریبی در مواد جایگزین شونده در بتن مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.

مدل میکرومکانیکی
     بتن مسلح به صورت یک مادۀ کامپوزیتی متشکل از یک ماتریس بتن به همراه مواد فولادی (مثل میله، مقاوم سازی انعطاف‌پذیر، تقویت برشی: میله‌های عمودی یا اُریب) است که به صورت عمود بر هم و متقاطع، در داخل آن جایگذاری شده‌اند؛ که طول آنها خیلی بلندتر از ابعاد سطح مقطع آنها می‌باشد. در مورد سازگاری رویکرد الگوبرداری، یک مادۀ ایزوله شدۀ جایگزین شده در یک ماتریس بزرگ نامحدود، زمانی که بر اثر اعمال یک بار مکانیکی، خود ماتریس تحت یک تنش میانگین  قرار می‌گیرد، می‌تواند تحت تأثیر فرایند تغییر شکل (دفرمگی) قرار بگیرد. در حالت کلی که ماتریس و مواد جایگذاری شده در آن دارای ویژگی‌های کلاسیکی مختلف هستند، تغییر شکل مواد جایگزیده شده، با میانگین تغییر شکل ماتریسی که آن را احاطه کرده، فرق دارد. حذف این محدودیت باعث بروز یک حالت کرنش در مادۀ جایگزین شدۀ درون ماتریس می‌شود که به آن ویژه کرنش * گفته می‌شود. رابطۀ بین کرنش ماتریس و مادۀ جایگزین شده در آن به این صورت نشان داده می‌شود:

     در این کار پژوهشی، بتن به صورت ماتریسی در نظر گرفته می‌شود که در آن میله‌های مقاوم کنندۀ جای‌گذاری شده در داخل بتن در دو گروه قرار می‌گیرند. نسبت زیاد طول میله‌ها در مقایسه با قطر آنها، ما را به سمت این فرضیه سوق می‌دهد که آنها را به صورت سوزنی شکل فرض کنیم. علاوه بر این، جهت‌گیری اُریب میله‌ها نسبت به جهت اجزای بتن مقاوم سازی شدۀ مکعبی شکل نظیر بتن‌های قالبی، شاه‌تیرها، ستون‌ها و دیوارها این امکان را می‌دهد که محاسبات یکنواختی صورت پذیرد؛ بدون آن که جهت‌گیری مواد جایگزین شده در داخل بتن‌ها به پیچیدگی خاصی برسد. این واقعیت در کنار این فرض که مواد افزودنی به بتن‌ها به صورت سوزنی شکل هستند، این امکان را به همراه دارد که کل جنبۀ همگن بودن را به صورت یک‌جا در نظر بگیریم و از این طریق به کاهش پیچیدگی‌های محاسباتی کمک کنیم. استفاده از این جنبۀ همگن بودن در سه بُعد، شبیه فرآیند ارائه شده است که فقط با تانسور اِشلبی S صورت می‌گیرد که فرض می‌شود به لحاظ اندازه و مقادیر، متفاوت است ]23[ و تانسورهای سختی برای سه بُعد نیاز به تنظیم شدن و هماهنگی با ساختار بتن دارد. در چنین رویکردی، یک گروه سوم از مواد اضافه شونده به بتن که جهت‌گیری آن در راستای محور z است نیز می‌تواند در نظر گرفته شود و در عین حال شکل این جنبه کلی همگن بودن همچنان حفظ شود.

محاسبه منابع مقاومت عناصر بتن مسلح با توجه به معیار انرژی

Strength resource calculation of the reinforced concrete elements according to the energy criterion

چکیده

1. مقدمه

2. تجزیه و تحلیل آثار و تحقیقات پایه

3. مواد و روش های تحقیق

4. نتایج تحقیق

5. نتیجه گیری

منابع

چکیده
     مقاله حاضر به تحلیل معایب اصلی روش های موجود برای محاسبه عمر باقیمانده عناصر سازه های ساختمانی می پردازد. مدل و روش عمومی برای محاسبه منابع مقاومت عناصر بتن مسلح تحت شرایط بهره برداری بلندمدت پیشنهاد گردید. مدل تعمیم یافته نیرو – تغییرشکل مقاومت عناصر بتن مسلح در برابر اثرات نیروی وارده با توجه به کاربرد فرضیه تغییرناپذیری انرژی تغییرشکل بالقوه حدی در واحد حجم و استقلال آن از حالت بارگذاری برای سطح انرژی طراحی گردید. توصیه می شود از فرضیه مزبور به عنوان معیار انرژی عمومی برای فرسودگی مقاومت اتکایی عناصر بتن مسلح، حد خیز آن ها و عرض دهانه ترک در اثر اِعمال بار در هر دوره استفاده گردد.

تجزیه و تحلیل آثار و تحقیقات پایه
     معمولاً، پیش بینی عمر باقیمانده عناصر و سازه های بتن مسلح بر اساس مدل نیروی مقاومت آن ها در برابر اثرات و بارهای بیرونی انجام می شود. روش های محاسبه پیشنهادی در چارچوب مربوطه از نظر شدت تدوین خود مساله و روش های حل آن متفاوت هستند.

تمامی روش های شناخته شده کنونی برای محاسبه عمر باقیمانده عناصر و سازه های ساختمان با توجه به شدت بیان مساله باید به روش های قطعی و احتمالی تقسیم گردند.

     روش های قطعی (سامیلینوف (2002)، اشمیتکوف (2007) و بیگاس (2015)) با اطلاعات ناکافی یا نسبتاً محدود درباره عناصر یا سازه های تحت بررسی استفاده می شوند (DBN B.1.2-14-2018 (2018)). بنابراین، وابستگی های تحلیلی به شکل چند جمله ای های درجه متوسط (آکولوف و همکاران، 2015)، که در توصیف قوانین پایه تغییرشکل آن ها دخیل هستند، باید به اندازه کافی قانع کننده بوده و به درستی اثبات شوند. در واقع، در مورد انتخاب ارادی قانون رفتار یک عنصر یا سازه فردی در خلال بهره برداری بلندمدت، برونیابی وضعیت تنش – کرنش با توجه به برخی از پارامترهای خاص می تواند به اشتباهات محاسباتی بسیار جدی همراه با پیامدهای بسیار جدی و نامطلوب منجر گردد.

     روش های محاسبه احتمالی (ساشچف (2009) و بولوتین (1982)) مبتنی بر حجم بسیار بزرگ تری از اطلاعات دقیق درباره تاثیرات واقعی و بارهای بیرونی هستند. آن ها به چنین اطلاعاتی درباره تغییرات مربوط به ویژگی های مقاومت سازه تحت بررسی نیاز دارند. بی شک این امر افزایش قابل توجه قابلیت اطمینان محاسبات و نتایج مربوط به قابلیت اطمینان و دوام سازه های ساختمانی را امکان پذیر می سازد. با این حال، با این رویکرد، صرفاً توجه ویژه ای معطوف ویژگی های مقاومت مصالح، به ضرایب رزرو یا شاخص های فناورانه فردی می شود. تغییر ویژگی های تغییرشکل مصالح در بهره برداری بلندمدت عناصر و سازه های بتن مسلح به هیچ وجه مورد توجه قرار نمی گیرد.

تمام روش های محاسبه عمر باقیمانده عناصر و سازه های بتن مسلح مطرح شده امروزی را می توان به طور مشروط به زوش های تحلیلی و عددی تقسیم نمود.