نوع فایل: word
تعداد صفحات: 160 صفحه
چکیده:
امروزه استفاده از مصالح سبک در بسیاری از کشورها به عنوان یکی از راه حل های موفق و موثر برای کاهش وزن ساختمان می باشد. استفاده از مصالح طبیعی و نیز مصالح مصنوعی که از وزن کمتری برخوردار هستند به عنوان یک راه حل موثر، جهت کاهش وزن ساختمان، کاهش ابعاد سازه باربر و در نتیجه به حداقل رساندن نیروی زلزله بر ساختمان و همچنین افزایش سرعت و سهولت اجرا و کاستن از هزینه های ساخت، مورد توجه است.
بتن سبك دانه عمدتاً حاوي سنگدانه هاي سبك از جنس سنگ رس، رس منبسط شده، سنگ لوح منبسط شده، روباره منبسط شده، خاكستر بادي و همچنين سنگدانه هاي متخلخل سبك حاصل از منابع طبيعي آتش فشاني مي باشد. بتن سبكدانه ممكن است تماماً از سنگدانه هاي سبك و يا بنابه دلايلي خاص از مخلوطي از سنگدانه هاي معمولي و سبك و يا از انواع مختلفي از سنگ دانه هاي سبك ساخته شود و هر كدام خصوصيات مربوط به خود را خواهد داشت. به منظور پاسخگويي به نياز هاي كارآيي و ديگر خصوصيات، معمولاً در عمل از ماسه و مصالح سنگي ريزدانه معمولي استفاده مي شود.
در این پایان نامه به شکل پذیری و ضریب شکل پذیری بتن سبکدانه ساخته شده با اسکوریاسلماس و مقایسه آن با شکل پذیری بتن معمولی پرداختیم .شکل پذیری نقش مهمی در محاسبات و بهینه سازی سازه ها دارد هر چقدر سازه شکل پذیرتر باشد چه از لحاظ اقتصادی و چه از لحاظ ایمنی سازه ای ایده ال خواهیم داشت .بدیهی است علم عمران بر 2 اساس ایمنی و اقتصادی بودن استوار است که در صورت فراهم شدن این دو به نتیجه های مطلوبتری دست یافته ایم.
کلمات کلیدی: خواص مکانیکی بتن، اسکوریا سلماس، شکل پذیری ،بتن سبکدانه
اهداف تحقيق:
با توجه به خصوصيات بتن سبك كه برخي از آن ها در فصل اول اين پایان نامه ذكر شده و با توجه به تحقيقات انجام شده در زمينه هاي مختلفي از بتن سبك و نيز گام هاي بلند و سريعي كه در راه تكنولوژي بتن سبك سازه اي در سال هاي اخير برداشته شده است. به خصوص در زمينه افزايش مقاومت سنگدانه ها وتوليد سبكدانه ها در انواع و اقسام مختلف با چگالي هاي كم و با مقاومت بالا، باعث شده است تا ساخت و سازها با بتن سبك سازه اي رونق چشمگيري داشته باشد و از همه مهمتر، مزيت اقتصادي اين نوع بتن ها در زمينه حمل ونقل، حرارتي، صوتي، پايايي در مقابل عوامل شيميايي و به خصوص حفاظت محيط زيست وغيره باعث شده است بسياري از مهندسين تلاش هاي مضاعف در زمينه ارتقاء كيفيت اين نوع بتن انجام دهند.
ساختن سازه هاي سبك با مقاومت كافي در برابر نيروهاي جانبي زلزله ونيز پايداري آن در برابر عوامل جوي عامل مهمي براي تحقيق در اين زمينه است. هر چند كه در حال حاضر در بعضي از كشورهاي جهان، استفاده از بتن سبك در سازه هاي بااهميت لازم و ضروري است. لذا به نظر مي رسد در سال هاي نه چندان دور استفاده بتن هاي سبك وزن در كليه سازه ها يك توفيق اجباري باشد. در كشور ما نيز به دلايل گوناگون
من جمله زلزله خيزي سبك سازي سازه ها، خصوصاً سبك سازي ساختمان ها يك ضرورت اجتناب ناپذير است و مسير تحقيق و تفحس وتوسعه در اين راه بايد ادامه يابد.
فهرست مطالب:
فصل1: معرفی موضوع
1-1- اهداف تحقيق
1-2- هدف از پژوهش
1-3-معرفی بخش های مختلف تحقیق
فصل 2: بتـــن سبــك وخواص آن
2-1 مقدمه
2-2 تاریخچه
2-3 سبكدانه ها(LWA)
2-3-1 تعریف
2-3-2 طبقه بندی سبکدانه ها از نظر روش توليد
2-3-2-1 سبکدانه های طبیعی
2-3-2-2 پوميس
2-3-2-3 اسكوريا
2-3-2-4سنگ پا
2-3-2-5پوکه معدنی
2-3-2-6توف آتشفشاني
2-3-2-7دياتوميت
2-4 سبكدانه هاي طبيعي حاصل از مواد آلی
2-4-1 پوكه نخل روغن
2-5 سبکدانه های مصنوعی
2-6 خصوصیات کلی سبکدانه ها
2-6-1 چسبندگي
2-6-2 جذب آب
2-6-3 مقاومت
2-6-4 چگالي انبوهي
2-7 خصوصيات فيزيكي بتن سبك دانه
2-7-1 مقاومت و چگالي
2-7-2 مقاومت كششي
2-7-2-1 مقاومت كششي تركاندن (آزمايش برزيلي)
2-7-2-2 مقاومت كششي ناشي از خمش
2-7-3 محاسبه مقاومت برشی از نظر آییننامه ACI
2-7-4 تغيير شكل بتن دانه سبك
2-7-4-1 تغيير شكل الاستيك ناشي از بار گذاري
2-7-4-2 خزش
2-7-4-3 جمع شدگي
2-7-5 ضريب ارتجاعي
2-7-6 مقاومت سايش
2-7-7 ثبات شيميايي
2-7-8 چسبندگي بين آرماتور و بتن
2-7-9 مقاومت در برابر بار گذاري دائم و ايجاد بارخستگي
2-7-10 مقاومت در برابر بار گذاري متمركز
2-7-11 مقاومت در مقابل آتش
2-7-12 خواص حرارتي
2-7-12-1 قابليت انتقال حرارت
2-7-12-2 ضريب انبساط حرارتي
2-7-12-3 مقاومت در برابر حريق
2-8 بررسی مقایسهای سبکدانه ها
2-9 انواع بتنهای سبک
2-9-1 بتن گازی
2-9-2 بتن کفی
2-9-3 بتن EPS
2-9-4 بتن بدون ریزدانه
2-9-5 بتن خاک ارهای
3-10-طبقه بندی بتن سبک بر مبنای مقاومتی
3-10-1-بتن سبک غیرسازه‌ای
3-2-10-بتن سبک با مقاومت متوسط
3-3-10-بتن سبک سازه ای
2-11 روشهای تولید بتن سبک
2-11-1 تقسيم بندي بتن سبك ازنظر روش ساخت
2-11-2 تقسيم بندي بتن سبك از نظر مقاومت فشاري و چگالي
2-12 بررسی اقتصادی بتن سبک
2-12-1 مزایای اقتصادی استفاده از بتن سبک
فصل 3: شکل پذیری بتن
3-1 مقدمه
3-2 منحنی ظرفیت سازه
3-3 نسبت شکل پذیری
فصل 4: تحلیل استاتیکی غیرخطی
4-1 مقدمه
4-2 تحليل بار افزون (تحليل رانشی)
4-2-1 روش ضريب جابجايي
4-2-1-1 ضريب جابجايي درسازه‌های بدون میراگر الحاقی
4-2-1-2 ضريب جابجايي درسازه‌های با میراگر الحاقی
4-2-1-3 دیاگرام نیرو- جابجایی
4-3 تعیین ضریب شکل پذیری
فصل 5: تحلیل تاریخچه زمانی
5-1مقدمه
5-4 ملاحظات کلی
5-4-1 تحلیل ارتجاعی دو بعدی
5-4-2 تحلیل ارتجاعی سه بعدی
5-5 تعریف طیف طرح استاندارد مطابق با بند 6-7-2-6-1-2 استاندار 2800 ایران
5-6 پارامترهای بازتاب زلزله طرح
5-7 مطالعات ویژه ساختگاهی
5-8 ضريب مقاومت شكل‌پذيري
فصل 6: بررسی خواص اسکریا و روش انجام آزمایش
6-1مقدمه
6-2 مشخصات نمونه ها
6-3 مصالح مصرفی
6-3-1 سیمان
6-3-2آب
6-3-2-1 تاثیر میزان آب در خصوصیات بتن
6-3-2-2محاسن استفاده از نسبت آب به سیمان کمتر
6-3-2-3مزیت استفاده از نسبت آب به سیمان بیشتر
6-3-3 میکروسیلیسمصرفی
6-3-3 فوق روان کننده مصرفی
6-3 سبکدانه های طبیعی
6-3-1دانه بندي
6-3-2 جذب آب
6-4 روند طراحی طرح های اختلاط بتن
6-4-1 معيار نسبت هاي اختلاط
6-4-2 نحوه ساخت و عمل آوري بتن
6-4-3 طرح های اختلاط اولیه و مقدماتی
6-4 نتایج آزمایشات
فصل 7: معرفی سازه و مدل سازی
7-1 معرفی کلیات سازه ها
7-1-1 مکان سازه:
7-1-2 مشخصات هندسی سازه
7-1-3 نوع اسکلت سازه ای
7-1-4 سیستم مقاوم سازه ای
7-1-5 ابعاد مقطع
7-1-6 مشخصات تحلیلی مصالح
7-2رکوردهای زلزله مورد استفاده
7-3 مقیاس نمودن شتاب نگاشت‌ها
7-3-1 مقیاس نمودن شتاب نگاشت‌ها به روش‌آیین نامه 2800
7-4 روش تحلیل
7-4 مدلسازی
7-2-2- مدلسازی کامپیوتریقاب هفت طبقه
7-2-2- مدلسازی کامپیوتریقاب یازدهطبقه
7-2-2- مدلسازی کامپیوتری قاب پانزده طبقه
7-2-2- مدلسازی کامپیوتری قاب هفده طبقه
فصل هشتم: نتایج حاصل از تحلیل
8-1 نتایج حاصل از تحلیل بار افزون (پوش آور)
8-2 نتایج حاصله از تحلیل تاریخچه زمانی
فصل نهم: نتایج و پیشهادات
9-1نتیجه گیری کلی
9-2 پیشنهادات
فصل دهم: مراجع
فهرست اشکال:
شکل 2 1 كليسا ي بزرگ ايا صوفيه ساخته شده به دستور امپراتور ژوستينين، در قرن چهارم ميلادي در استانبول تركيه
شکل 2 2 آمفي تئاتر بزرگ روم، كلوسئوم، ساخته شده بين سال هاي 70و82 ميلادي
شکل 2 3 معبد پانتئون- روم
شکل 2 4 نمونه پومیس
شکل 2 5 دیاتومیت
شکل 2 6وِرميكوليت
شکل 3 1 رسیدن تنش در دورترین تارها به تنش تسلیم
شکل 3 2 افزایش ممان در مقطع و نفوذ عمق تسلیم
شکل 3 3 تسلیم تمام تارهای فشاری و کششی در خمش
شکل 3 4 دیاگرام ممان- انحنا
شکل 3 5 منحی ظرفیت سازه
شکل 3 6 تعریف شکل پذیری و نسبت شکل پذیری
شکل 4 1 منحنی ساده شده نیرو- تغییر مکان
شکل 4 2 تغییرات برش پایه و تغییر مکان
شکل 4 3 طيف استاندارد
شکل 4 4 ایده آل سازی منحنی برش پایه بر حسب تغییر مکان جانبی
شکل 5 1 طیف پاسخ شتاب نگاشت Loma Prieta با میرایی 5%
شکل 5 2 منحنی هیسترزیس قاب هفت طبقه جهت محاسبه ضریب رفتار
شکل 6 1 نمونه سيمان مصرفي
شکل 6 2 سبکدانه اسکریا
شکل 6 3 منحنی دانه بندی انجام شده
شکل 6 4 نمونه استوانه ای بتن سبک تازه- شکل 6 5 نمونهمنشوريبتن سبک تازه
شکل 7 1 نمودارهای شتاب، سرعت و جابجایی نسبت به زمانِ زلزله طبس
شکل 7 2 نمودارهای شتاب، سرعت و جابجایی نسبت به زمان زلزله ورزقان
شکل 7 3 نمودارهای شتاب، سرعت و جابجایی نسبت به زمانِ زلزله لوماپریتّا
شکل 7 4 قاب شش دهانه هفت طبقه
شکل 7 5 قاب شش دهانه یازده طبقه
شکل 7 6قاب شش دهانه پانزده طبقه
شکل 7 7 قاب شش دهانه هفده طبقه
شکل 7 8 قاب شش دهانه سی طبقه
شکل 8 1 منحنی پوش آور قاب هفت طبقه با بتن معمولی
شکل 8 2 منحنی پوش آور قاب هفت طبقه با بتن سبک
شکل 8 4 منحنی پوش آور قاب یازده طبقه با بتن معمولی
شکل 8 5 منحنی پوش آور قاب یازده طبقه با بتن سبک
شکل 8 7 منحنی پوش آور قاب پانزده طبقه با بتن معمولی
شکل 8 8 منحنی پوش اور قاب پانزده طبقه با بتن سبک
شکل 8 10 منحنی پوش آور قاب هفده طبقه با بتن معمولی
شکل 8 11 منحنی پوش آور قاب هفده طبقه با بتن سبک
شکل 8 13 منحنی پوش آور قاب سی طبقه با بتن معمولی
شکل 8 14 منحنی پوش آور قاب سی طبقه با بتن سبک
شکل 8 16 منحنی هیسترزیس قاب هفت طبقه (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 17 منحنی هیسترزیس قاب هفت طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 18 منحنی هیسترزیس قاب هفت طبقه (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 19 منحنی هیسترزیس قاب هفت طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 20 منحنی هیسترزیس قاب هفت طبقه (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 21 منحنی هیسترزیس قاب هفت طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 23 منحنی هیسترزیس قاب یازده طبقه (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 24 منحنی هیسترزیس قاب یازده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 25 منحنی هیسترزیس قاب یازده طبقه (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 26 منحنی هیسترزیس قاب یازده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 27 منحنی هیسترزیس قاب یازده طبقه (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 28 منحنی هیسترزیس قاب یازده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 30 منحنی هیسترزیس قاب پانزده طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 31 منحنی هیسترزیس قاب پانزده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 32 منحنی هیسترزیس قاب پانزده طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 33 منحنی هیسترزیس قاب پانزده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 34 منحنی هیسترزیس قاب پانزده طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 35 منحنی هیسترزیس قاب پانزده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 37 منحنی هیسترزیس قاب هفده طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 38 منحنی هیسترزیس قاب هفده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 39 منحنی هیسترزیس قاب هفده طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 40 منحنی هیسترزیس قاب هفده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 41 منحنی هیسترزیس قاب هفده طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 42 منحنی هیسترزیس قاب هفده طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 44 منحنی هیسترزیس قاب سی طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 45 منحنی هیسترزیس قاب سی طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت طبس)
شکل 8 46 منحنی هیسترزیس قاب سی طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 47 منحنی هیسترزیس قاب سی طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت لوماپریتّا)
شکل 8 48 منحنی هیسترزیس قاب سی طبقه با بتن معمولی (شتاب نگاشت ورزقان)
شکل 8 49 منحنی هیسترزیس قاب سی طبقه با بتن سبک (شتاب نگاشت ورزقان)
فهرست جداول:
جدول 2 1 محدوده معمول چگالي بتن هاي ساخته شده با سبكدانه هاي مختلف
جدول 2 2 دانسیته بتن کفی برای کاربردهای مختلف
جدول 2 3 خواص مکانیکی نوع خاصی از بتن بتااستایرین
جدول 2 4 مقاومت فشاری و هدایت حرارتی نسبی برای چهار نوع وزن مخصوص خشک از بتن بتا استایرین
جدول 2 5 نتایج چند نمونه بتن بدون ریزدانه (ساخته شده با مصالح درشت 5/9 تا 19 میلیمتر)
جدول 4 1 تعیین پارامتر a
جدول 6 1 آنالیز شیمیایی میکروسیلیس مصرفی
جدول 6 2 مشخصات طرح اختلاط های بتن هاي سبك ساخته شده با اسکریا
جدول 6 3 نتایج آزمایشات بتن های سبک ساخته شده با سبکدانه اسکریای سلماس
جدول 8 1 جمع بندی کلی شکل پذیری قاب های مورد مطالعه
جدول 8 2 جمع بندی کلی شکل پذیری قاب های با بتن معمولی و سبک
منابع و مأخذ:
[1] تکنولوژی بتن، تألیف پروفوسور نویل، ترجمه هرمز فامیلی.
[2] حبیبی، وزیری، کافی، (ساخت بتن سبکِ سازه ای با استفاده از دانه های سبک میکرو سیلیس و پودرسنگ) ، اولین کنفرانس ملی بتن سبک 1390.
[3]علیرضا باقری ، عسگر رحمانی ، جمشید روح شهباز ، 1380 ، "بررسی آزمایشگاهی خواص مهندسی بتن های سبک ساخته شده با سنگدانه طبیعی(پومیس)"، اولین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.
[4] ساتيش چاندرا- ليف بر نتسون" بتن سبكدانه"،1387 ، ترجمه محمد شكرچي زاده، آرزو امدادي، نيكلاس علي ليبر، انتشارات دانشگاه تهران.
[5] جهانبخش ایزدی، "بتن سبک و کاربرد آن در صنعت ساختمان"، شرکت صنعتی و معدنی سبک عایق تبریز.
[6] دانستنی های بتن، تألیف مهندس مصطفی احمدوند، مهندس فرید غفاری مقدم، مهندس آریا احمدوند.
[7] طیبه پرهیزگار، پرویز قدوسی،1380 ، "بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی لیکا بتن حاوی میکروسیلیس" ،اولین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.
[8] مرکز تحقیقات سازمان مسکن،1377، "مواد جایگزین سیمان در بتن".
[9] کامیار اسماعیلی، پیمان رشیدی ثابت، شرکت ساختمان سامان قشم،"ترکیب بتن سبک ویژه و اجزای متناسب با آن برای دستیابی به سیستم های نوین سازه ای در صنعت ساختمان".
[10] مجیدرضا نقیه،"آیین نامه سازه های بتن آرمهACI 318-89(92)،وتفسیر ACI 318R-89(92).
[11] جواد برنجیان، محمود مقیمی، تیر ماه 83، "بررسی خواص مکانیکی بتن با جایگزینی مصالح سنگی بازیافتی بتنی"، پایان نامه کارشناسی ارشد عمران سازه مجتمع فنی مهندسی دانشگاه مازندران.
[12] صمد دیلمقانی،1380 ، "تکنولوژی بتن"، انتشارات دانشگاه تبریز، چاپ چهارم.
[13] تحلیل غیرخطی سازه ها، مؤلف دکتر تابشی پور
[14] آیین نامه 2800زلزله
[15]- دكتر سعيد جواهر زاده، (1390)، ضريب رفتار پيشنهادي براي كاربرد ميراگرهاي الحاقي ويسكو الاستيك در قاب‌هاي خمشي فولادي و ارزيابي آنها، رساله براي دريافت درجه دكتري نخصصي- دانشگاه علوم تحقيقات تهران
[16]. Holm, T.A, “Lightweights concrete and Aggregates" Significance of Tests and
[17]. Morley Symposium on Concrete Plasticity and its Application. University of Cambridge 23rd July, 2007.
[18]. SEAOC, Structural Engineers Association of California (1999), "Recommended Lateral Force Requirements and Commentary", Sacramento, CA.
[19]. FEMA, Federal Emergency Management Agency (1997), "NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings" and "NEHRP Commentary on the Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings", Reports No. FEMA-273 and FEMA-274, Washington, D.C.
[20]. ASCE41-06, American Society of Civil Engineers (2007), "Seismic Rehabilitation ofExisting Buildings".
[21]. Ramirez, O.M., Constantinou, M.C., Whittaker, A.S., Gomez, M.J. (2002), "Evaluation of Simplified Methods of Analysis of Yielding Structures with Damping Systems", Earthquake Spectra, 18(3), 501-530.
[22]. Fukumoto, Y. and Lu, G. (1991), "Stability and Ductility of Steel Structure under Cyclic Loading", CRC press, Inc., 99-122.