per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
5
18
10.22124/jcr.2018.4651.1172
3029
Research Paper
مدل سازی حرارتی ستونهای حجیم بتنی در شرایط آب و هوایی سرد و گرم
Thermal Modeling of Mass Concrete Volumes Exposed to Cold and Hot Climates
محمود نیلی
nili36@yahoo.co.uk
1
علیرضا یزدان دوست همدانی
alirezayazdandost@yahoo.com
2
عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا همدان
فارغ التحصیل مهندسی عمران سازه از دانشگاه بوعلی سینا همدان
موضوع تحقیق حاضر بررسی اثر جایگزینی سرباره کوره بلند ذوبآهن و دوده سیلیسی بجای درصدی از وزن سیمان بر رفتار حرارتی و روند کسب مقاومت بتنهای حجیم میباشد. بدین منظور در این تحقیق ده طرح مخلوط با نسبت آب به سیمان 0.44 و عیار سیمان مصرفی 418 کیلوگرم در متر مکعب ساخته شده است. در یک سری از طرحها بهمنظور بررسی اثر جایگزینی سرباره، علاوه بر طرح شاهد، چهار طرح با جایگزینی سرباره به میزان 20، 35، 50 و 65 درصد وزنی سیمان تهیه گردیده است. همچنین در سری دیگر از طرحها جهت بهبود مقاومت سنین اولیه، میزان ده درصد دوده سیلیسی بههمراه طرحهای حاوی درصدهای مختلف سرباره تهیه شده است. رژیم حرارت هیدراسیون بتن، بوسیله کالریمتر نیمه آدیاباتیک محاسبه گردیده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که جایگزینی سرباره و دوده سیلیسی سبب کاهش حرارت زایی بتن میگردد، بهطوریکه جایگزینی سرباره به میزان 35 درصد به همراه 10 درصد دوده سیلیسی نتیجه مناسبی از نظر حرارتزایی و کسب مقاومت دربر داشته است.
Utilization of the high strength massive structures has recently increased. This naturally may lead to considerable thermal stresses which in turn create thermal cracks and reduce service life of the structures. Although many attempts, numerically and experimentally, have been to prepare a convenient solution for this problem however no agreement was obtained until now. In the present research, slag and silica fume were used as a partial replacement for cement in the massive mixtures. Temperature history of the 10 concrete mixtures, with 0.44 water cement ratio, was determined via a semi adiabatic system. Concrete columns with 800 and 1200 mm dimension were modeled and a finite elements analysis was carried out to predict thermal stresses and risk of cracking during early stage. Furthermore, the concrete mixtures were examined under water-penetration test. The results declare that using slag as partial replacement for cement diminished hydration peak temperature whereas, silica fume have no serious effect on this parameter. The lowest thermal gradient related to samples containing 50 and 65 percent slag with or without silica fume. The minimum risk of cracking were corresponded to the silica fume specimens. In conclusion using silica fume in concrete containing slag improve behavior of fresh and hardened concrete. The results of the present study showed that simultaneous usage of 35% slag with 10% Silica fume is considered as the best proportion in both strength, permeability and thermal properties.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3029_7c5a397d79bf54c14b8557746322022a.pdf
بتن حجیم
سرباره کوره بلند ذوبآهن
ریسک ترکخوردگی
حرارتزایی بتن
مقاومت فشاری بتن
Mass concrete
Slag
cracking Risk
Heat Generation
Compression Test
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
19
28
10.22124/jcr.2018.7589.1203
3031
Research Paper
تأثیر دوده سیلیسی و جایگزینی ماسه با کلینکر سیمان پرتلند در کاهش آثار منفی ناحیه انتقالی بتن
The use of silica fume and replacement sand with Portland cement clinker to remove transition zone in concrete
جعفر شفقت
shafaghatjafar70@gmail.com
1
علی اله وردی
ali.allahverdi@iust.ac.ir
2
دانشگاه علم و صنعت ایران
عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت ایران
رئیس مرکز تحقیقات سیمان
در این تحقیق برای ترمیم ناحیه انتقالی بتن از دو تکنیک استفاده شد. در تکنیک اول، 18 درصد وزنی سیمان با دوده سیلیسی جایگزین و بتن پودری واکنشپذیر RPC)) تولید شد. در تکنیک دوم، در کنار استفاده از دوده سیلیسی، ماسه مصرفی در بتن بهطور کامل با کلینکر سیمان پرتلند جایگزین شد که منجر به تولید بتن پودری-سنگدانهای واکنشپذیر (Reactive Powder-Aggregate Concrete) تولید شد. مقایسه نتایج اندازهگیری مقاومت فشاری بتن پودری-سنگدانهای واکنشپذیر (RPAC) و بتن RPC با بتن معمولی (NC) به ترتیب نشان دهنده افزایش 174 و 146درصدی مقاومت فشاری در سن هفت روز بود. همچنین مقایسه نتایج عمق نفوذ کلر و میزان جذب آب بتنهای RPAC و RPC با بتن NC نشان دهنده کاهش قابل ملاحظه عمق نفوذ کلر و میزان جذب آب در مقایسه با بتن NC بود. بررسیهای بعمل آمده با میکروسکوپ الکترونی روبشی، حذف قابل ملاحظه نواقص ساختاری ناحیه انتقالی در بتن RPAC را نمایان ساخت.
Between the interface of cement paste and aggregate in concrete, there is a region with high porosity which is said to interfacial transition zone (ITZ). Transition zone causes the reduction of compressive strength and flexural strength, increased permeability and consequently increase the vulnerability of concrete against sulphates and chlorides penetration. Therefore, researchers have sought ways to improve the negative effects resulting from the ITZ. In this study, were used two techniques to removal ITZ. In the first technique was replaced 18% by weight of cement and silica fume and was produced reactive powder concrete (RPC). In the second technique, along with silica fume, Portland cement clinker was replaced completely with sand, which has led to production Reactive Powder-Aggregate Concrete (RPAC). Comparison of normal concrete (NC) compressive strength with RPAC and RPC showed that the 174 and 146% increase in compressive strength at the 7 days. Then, size of the ITZ were examined by using scanning electron microscopy. The depth of chloride penetration, water absorption and volume of open porosity of RPC and RPAC were compared with NC. The results showed reduced water absorption and chloride penetration depth.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3031_819cedae975a446b9893a40584e8cb09.pdf
بتن
ناحیه انتقالی
دوده سیلیسی
مقاومت فشاری
کلینکر سیمان پرتلند
RPAC
Transition zone in concrete
silica fume
compressive strength
Portland cement clinker
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
29
40
10.22124/jcr.2018.8902.1236
3032
Research Paper
تاثیر مساحت سطح مقطع الیاف ماکرو بر میزان جذب انرژی در بتن
The Effect of Cross-Sectional Area of Macro-Fibers on Energy Absorption Capacity of Concrete
روح اله رستمی نجف ابادی
rohallah.rostami@tx.iut.ac.ir
1
محمد ذره بینی
zarrebini@cc.iut.ac.ir
2
خالد سنگین ابادی
ksanginabadi@yahoo.com
3
داوود مستوفی نژاد
dmostofi@cc.iut.ac.ir
4
حسین فشندی
hfashandi@cc.iut.ac.ir
5
دانشجوی دکترا مهندسی تکنولوژی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان
عضو هیات علمی و رییس دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشجوی دکترا مهندسی عمران دانشگاه کردستان
دانشگاه صنعتی اصفهان
استادیار دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان
از جمله بارزترین خصوصیات بتن الیافی، میزان جذب انرژی است. در تحقیق حاضر الیاف ماکرو با مساحت سطح مقطع متفاوت، با تغییر در کشش و میزان تغذیه در مرحله ذوب ریسی تولید گردید. با توجه به متفاوت بودن سطح مخصوص الیاف تولیدی و تغییر در میزان چسبندگی به ماتریس بتنی، رفتار الیاف بر میزان جذب انرژی در بتنهای تولیدی مورد مطالعه قرار گرفت. جهت بررسی تاثیر الیاف بر رفتار بتن تحت بار، سطح زیر نمودار بار- جابجایی، استخراج و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش مساحت سطح مقطع الیاف، میزان جذب انرژی به شدت افزایش مییابد. مفدار افزایش در کمترین حالت بیش از 6 برابر میزان جذب انرژی نمونهی شاهد میباشد. این در حالی است که در بتن حاوی الیاف با کمترین مساحت سطح مقطع، بیش از 14 برابر نسبت به نمونهی شاهد، افزایش در جذب انرژی مشاهده میشود. علت این امر افزایش سطح تماس الیاف با دیگر مصالح بتن به دلیل بیشتر شدن تعداد الیاف میباشد. این افزایش به معنای شکل پذیری بیشتر بتن در زمانهای بعد از ترک اولیه و قبل از شکست نهایی است. به عبارت دیگر نمونهها قبل از فروپاشی، میزان بار بیشتری را در گذر زمان تحمل نموده اند.
Energy absorption capacity is the salient property of concrete. In this work the effect of cross -sectional area of melt spun polypropylene fibers together with that of fibers diameter on behavior of fiber reinforced concrete was investigated. Variation on fiber dimensions was achieved by varying fiber spinning draw ratio and speed of melt feeding pumps. Variations in fiber diameter affect fiber specific area which in turn influences the adhesion of the fibers to the matrix in FRC. In order to evaluate the FRC behavior, the area under load versus displacement was studied. It was found that energy absorption capacity excessively increases as the cross-sectional area of the fibers decreases. The increase in the energy absorption was at least 6 times of that of reference specimen. It is while in the concrete mix containing the fibers with the least cross-sectional area, the increase in the energy absorption was 14 times the corresponding value in the reference mix. This was concluded to be due to the increase in contact area between the finer fibers and the matrix due to increase in number of fibers for a given fiber volume fraction in the concrete. Results also showed that the increase in energy absorption capacity of the FRC leads to higher workability of the concrete after appearance of the initial crack and ultimate failure of the concrete. Finally it was observed that load bearing capacity of the samples prior to disintegration was high.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3032_270bbb3eed8f2675dbc4af303827dc67.pdf
بتن الیافی
الیاف ماکرو
مساحت سطح مقطع
میزان جذب انرژی
Fiber reinforced concrete
macro fibers
cross-sectional area and energy absorption capacity
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
41
53
10.22124/jcr.2018.7437.1239
3030
Research Paper
بررسی پارامترهای مقاومت و دوام روسازی بتن غلتکی با استفاده از ماسه لایروبی شده خلیج فارس (اسکله بندری شهید رجایی)
Study of resistance and durability parameters of Roller Compacted Concrete Pavement made of Dredged Marine Sand extracted from the coastal areas of Persian Gulf (Shahid Rajaee port)
سعید مرادی
saeed.moradi69@yahoo.com
1
شهره شاهنوری
s.shahnoori@gmail.com
2
سید طاها طباطبایی عقدا
taha.taba@gmail.com
3
سیروس ارشادی
cyrusershadi1@yahoo.co.uk
4
دانشجو دانشگاه هرمزگان
استادیار دانشگاه هرمزگان
مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی، عضو هیات علمی و رئیس واحد خلیج فارس، بندرعباس، ایران
استادیار دانشگاه هرمزگان
بتن غلتکی، بتنی با اسلامپ تقریبا صفر است که در بتن ریزیهای حجیم نظیر بتن ریزی سدها مورد استفاده قرار میگیرد که با تغییر در میزان و اندازه سنگدانهها و مقدار مصالح و نوع عملآوری نوع ویژهای از کاربرد این بتن با نام روسازی بتن غلتکی مطرح میگردد. ازاینرو در پژوهش حاضر، آزمایشهای مقاومت فشاری طبق استاندارد ASTM C39،آزمایش نفوذپذیری آب تحت فشار طبق استاندارد BS EN 12390-8، آزمایش جذب آب کل طبق استاندارد ASTM C642 و آزمایش سولفات سدیم 5% طبق نشریه 354 طراحی و اجرای بتن غلتکی در روسازی راههای کشور، بر روی 24 طرح اختلاط، جمعاً به تعداد 504 آزمونه با مقادیر مختلف ماسه لایروبی دریا (مطالعه موردی مجتمع بندری شهید رجایی بندرعباس) انجام گرفت و از الیاف پلیمری ویژه بتن غلتکی و سرباره ذوبآهن اصفهان استفاده شد و نتایج آزمونهها با بتن شاهد (بتن ساختهشده با ماسه معدن) مقایسه گردید. این آزمایشها بر روی درصدهای مختلف 15%-25%-35%-50% و100% ماسه لایروبی دریا، با سه نوع تیپ سیمان پرتلند پوزولانی ویژه، پرتلند تیپ 2 و پرتلند تیپ 5 انجام شد. نتایج حاکی از مقاومت فشاری بیشتر و جذب آب کل کمترآزمونهها، با جایگزینی 15% ماسه لایروبی دریا نسبت به ماسه معدن میباشد. همچنین آزمایش سولفات در 2 دوره ششماهه و یکساله بر روی نمونهها انجام شد که نتایج نشان دهنده اندک کاهش مقاومت و وزن آزمونهها نسبت به بتن شاهد در همان دوره بوده است
The Roller Compacted Concrete Pavement (RCCP) is dense (nearly zero slump), strong, durable and applicable for high volume concreting. Thus, in this paper compressive strength tests based on ASTM C39, water permeability tests under compression according to BS EN 12390-8 standard, total water absorption test according to ASTM C642 standard and 5% sodium-solphate test according to NDIRP (National Design and Implimentation for Road Pavements publication) 354 have been conducted. For these experiments, 24 different mix design resulted a toatl number of 504 specimens based on different DMS Ratio (disposed from Bandar-Abbas, Shahid Rajaee port). In some of these mixes polymer fibers of RCCP together with tall furnace slags of Esfahan Iron Manufacture have been used. The different perecentage of 15%, 25%, 35%, 50% and 100% of the exploited DMS with 3 different pastes of special pozzolanic portland cement, the type 2 portland cement, and the type 5 portland cement were the main target.Results of the compressive strength of the samples with the replacement of 15% of DMS show the best; this mix also shows the lowest total water absorption . Also, solphate tests were conducted in 2 cycles of 6 months old specimens as well as the one year old ones showing equal results to the original concrete units.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3030_b67378ec35fda4d14cdf86004536461b.pdf
روسازی بتن غلتکی
ماسه لایروبی دریا
آزمایش نفوذپذیری
آزمایش سولفات
خلیج فارس
Roller compacted concrete pavement
Dredged Marine Sand
water permeability test
solphate test
Persian Gulf
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
55
72
10.22124/jcr.2018.8131.1215
3033
Research Paper
ارائه نوعی اتصال تیر به ستون مقاوم خمشی پیشساخته با هدف حذف تراکم آرماتور در گره اتصال
Introducing a Typical of a Precast Moment Resistant Beam-to-Column Connection with the Purpose of Eliminating Reinforcement Congestion in the Connection Joint and Suitable for Column Splice positions
جمشید اسماعیلی
esmailij@yahoo.co.uk
1
سید نیرم آهوقلندری
ahooghalandary@tabrizu.ac.ir
2
دانشگاه تبریز، دانشکدۀ مهندسی عمران
دانشگاه تبریز، دانشکده عمران
پیش ساختگی رویکردی مفید برای ساخت سازههایی به تعداد زیاد در مدتی اندک و یا طرح گونهای خاص از بنا میباشد.طرح گسسته و از پیش ساخته شده اعضا در این سازهها باعث کاهش انعطاف پذیری در مرحله ساخت در پای کار و از بین رفتن کارایی یک عضو در موقعیتهای مختلف میشود.در این مطالعه به منظور افزایش کارایی یک تیر پیش ساخته نسبت به قرار گیری آن در پلان و موقیعت آن نسبت به دالهای پیشساخته و با هدف رفع مشکل تداخل آرماتورها در گره اتصال تیر به ستون به طرح اتصالی فولادی در انتهای تیر پرداخته شده است. برای این منظور گره میانی یک سازه چهار طبقه دارای سیستم قاب خمشی متوسط در دو سازه پیشساخته و درجا مقایسه شدند. نتایج نشان میدهد که اتصال ارائه شده در مقایسه با اتصال درجای معادل خود عملکرد مطلوبی تحت تلاشهای وارده در زمینه مقاومت، جذب انرژی و شکلپذیری نشان میدهد.
Precasting is a useful approach for building structures in large numbers over a short period of time or for a specific type of them. The discrete and pre-fabricated design of the members in these structures will reduce the flexibility of the construction phase. This reduction in flexibility leads to the loss of performance of a member in a variety of situations.In this study, in order to increase the efficiency of a prefabricated beam in association with its position relative to the prefabricated slabs in the plan and with the aim of eliminating reinforcement congestion in beam – column joint, a steel girder at the end of the beam has been considered. For this purpose, the interior joint of a four-story structure with an intermediate moment frame system was compared in two precast and in-situ structures. The results show that the presented connection, in comparison with its equivalent in-situ connection, performs satisfactorily under the efforts of resistance, energy dissipation and ductility
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3033_8d140017340b4247bf6159e9c12adb6a.pdf
اتصال تیر به ستون
سازه پیشساخته
آنالیز اجزای محدود
اتصال پیشساخته
Beam to column connection
Precast structure
Finite element analysis
Precast connection
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
73
84
10.22124/jcr.2018.3436.1050
3034
Research Paper
مطالعه عددی رفتار تیرهای همبند بتن آرمه مقاوم سازی شده با ورق و میلگرد FRP
Numericall Study on Behavior of Reinforced Concrete Coupling Beams Strengthened with FRP Bar and Sheets
نجمه پوررجبی گورابی
poor.rajabi.apr@gmail.com
1
رحمت مدندوست
rmadandoust@guilan.ac.ir
2
دانشجو/دانشگاه گیلان
دانشیار/دانشگاه گیلان
چکیده مقاومسازی تیرهای همبند در دیوار برشی به منظور بهبود عملکرد لرزهای خود میتواند یک گزینه با ارزش باشد. امروزه کامپوزیتهای پلیمری الیافی (FRP) به طور گسترده در مقاومسازی سازههای بتنی مورد استفاده قرار میگیرند. هدف این پژوهش بررسی عددی و مقایسه نتایج حاصل از مقاومسازی برشی تیر همبند بتنآرمه توسط ورقهای CFRP و GFRP به روش چسباندن به وجوه جانبی (EBR) و همچنین میلگرد GFRP به روش نزدیک سطح (NSM) توسط نرمافزار المان محدود (ABAQUS)، میباشد. بنابراین مطالعات عددی جهت بررسی تاثیر روشهای مذکور انجام شد. نتایج نمایانگر این مطلب است که استفاده از کامپوزیتهای FRP در افزایش مقاومت و شکلپذیری تیر مقاومسازی شده تاثیر به سزایی داشته است. در روش EBR الیاف شیشه و کربن به ترتیب در افزایش شکلپذیری و افزایش مقاومت مؤثرتر واقع میشوند. البته روش NSM با افزایش 44 درصدی مقاومت برشی و 70 درصدی شکلپذیری تیر همبند، بسیار مؤثرتر از روش EBR است.کلمات کلیدی: تیرهمبند، مقاومسازی، المان محدود، روش چسباندن به وجوه جانبی (EBR)، روش نزدیک سطح (NSM)، نرم افزار ABACUS.
AbstractRetrofitting coupling beams in shear walls to improve their seismic performance can be a viable option. Fiber reinforced polymer (FRP) composites are widely used in strengthening reinforced concrete (RC) structures. This paper aims to investigate and compare the result of shear strengthening of reinforced concrete coupling beams by means of CFRP & GFRP sheets, with externally bonded reinforcement (EBR) method and GFRP rods, with near surface mounted (NSM) method, using ABACUS software. Hence, numerical studies were conducted to analyze these methods. The results show that using FRP composites can increase the shear strength and ductility of strengthened coupling beam, effectively. In EBR method, carbon and glass fiber sheets are more effective to increase the strength and ductility, respectively. The NSM method increased the shear strength by 44% and also the ductility by 70%.Keywords: Coupling beam, Strengthening, Finite element, Externally bonded reinforcement method, Near surface mounted method, ABACUS software.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3034_efffb0c1435d0db52f555c0460678cdf.pdf
کلمات کلیدی: تیرهمبند
مقاومسازی
المان محدود
روش چسباندن به وجوه جانبی (EBR)
روش نزدیک سطح (NSM)
Keywords: Coupling beam
Strengthening
Finite element
Externally bonded reinforcement method
Near surface mounted method
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
85
93
10.22124/jcr.2018.4364.1069
3035
Research Paper
تعیین موقعیت بهینه کمربندهای میانی در سازههای بلند بتنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک
Optimum Location of Outriggers at Concrete High-rise Buildings Using Genetic Algorithm
مسعود فرزام
mafarzam@yahoo.com
1
ُسپیده محمدی سپاسی
sepideh.sepasi@gmail.com
2
استاد. مدیر گروه سازه/دانشگاه تبریز
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد/ دانشگاه تبریز
در سازه های بلند، سیستم های باربر جانبی مختلفی از جمله قاب های برشی،قاب ها با هسته برشی،... برای مقابله با بار جانبی بکار گرفته می شوند. در سازه های با هسته مرکزی برای افزایش صلبیت جانبی، از سیستم کمربندهای خرپایی و مهاربند بازویی استفاده می شود که تغییر مکان نسبی طبقات را به صورت قابل توجهی کاهش می دهد. هدف در این تحقیق، تعیین موقعیت بهینه مهارهای بازویی در سازههای بلند بتنی می باشد که با در نظر گرفتن کمترین تغییرمکان بام و همچنین کمترین مجموع لنگرهای بالا و پایین مهار بازویی تعیین میشود و برای بهینه سازی از الگوریتم تکاملی ژنتیک استفاده میشود. بدین منظور اعضای اصلی سازه قبلاً با توجه به بارهای ثقلی طراحی شده و در طول تحلیل مقاطع تیرها و ستون ها ثابت در نظر گرفته میشوند. نتایج نشان دهنده این مطلب است که با انتخاب موقعیت بهینه برای مهار بازویی، 45% تغییرمکان نسبی و 51% تغییرمکان ماکزیمم کاهش می یابد.
There are numerous structural lateral systems used in high-rise building design such as: shear frames, shear trusses, frames with shear core, framed tubes, trussed tubes, etc. The outriggers and belt trusses system is the one providing significant drift control for the building where the core alone is not rigid enough to resist lateral loads.perimeter columns are mobilized for increasing the effective width of the structure. In this study, Optimum locations of the outriggers have been obtained in concrete structures. A novel evolutionary algorithm based upon Genetic algorithm (GA) is used in this research. The optimum location of outriggers in the concrete structures with shear wall core is obtained regarding to minimizing top displacement and the sum of the above and below moment of the outriggers. 41The main elements of the structures are designed according to the gravity loads previously and during the Analyses, sections of beams and columns have considered constant. The results show appreciable decline in the deflection with the use of outrigger system. There is 45% reduction in the top displacement by the use of one outrigger at the effective level. Furthermore, 51% drop in maximum displacement is achieved by the use of two outrigger levels.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3035_6b6c88474ccc23780f635cbe3beaa65a.pdf
سازه های بلند
مهار بازویی
موقعیت بهینه
بارهای جانبی
الگوریتم ژنتیک
High-rise buildings
Outriggers
Optimum location
Lateral loads
Genetic Algorithm
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
95
105
10.22124/jcr.2018.8415.1224
3036
Research Paper
رفتار اتصال تیر فولادی به ستون بتنی دایره ای تقویت شده به وسیله ورق های CFRP
The behavior of steel beam to circular concrete column connections strengthened by CFRP sheets
یاسر محمدی
yasermohamadi@mail.um.ac.ir
1
محمدرضا اصفهانی
esfahani@um.ac.ir
2
محمد طاهر کمالی
kamali@hormozgan.ac.ir
3
گروه مهندسی عمران دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد ایران
گروه مهندسی عمران ،دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد ،مشهد
گروه مهندسی عمران دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه هرمزگان ایران
مزایای قاب ساخته شده از ستون بتنی و تیر فولادی (RCS) باعث استفاده روزافزون آنها در سازهها شده است. از جمله ضعف این سازهها جزئیات اجرایی پیچیده برای اتصال تیر به ستون است. در این مقاله رفتار اتصال تیر فولادی به ستون بتنی دایرهای بصورت آزمایشگاهی و تحلیلی بررسی شده است. در بخش آزمایشگاهی دو اتصال خارجی RCS با ستون دایرهای ساخته و آزمایش شده است. در نمونه اول طبق راهنمای طراحی سازههای کامپوزیت تیر فولادی به ستون بتنی (ASCE 1994) به منظور جلوگیری از شکست فشاری بتن از تنگهای نزدیک به هم به فاصله 25 میلیمتر استفاده شده است. در نمونه دوم فاصله تنگهای استفاده شده به حداکثر مقداری که آئین نامهACI-318-14 مجاز دانسته (75 میلی متر) افزایش داده شده و برای مقاوم سازی در بالا و پایین تیر از دورپیج ورق های پلیمری مسلح شده با الیاف کربنی (CFRP) استفاده شده است. نتایج آزمایش نشان میدهد که هر دو نمونه دارای رفتاری شکل پذیر بوده و دارای مقاومت زیادی در جابجایهای نسبی بالا هستند. تقویت نمونه دوم به وسیله ورق های CFRP باعث افزایش 13 درصدی مقاومت نهایی اتصال شده است. همچنین شکل پذیری نمونه تقویت شده افزایش یافته است. بنابراین استفاده از ورقهای FRP میتواند جایگزین مناسبی برای اتصالهای پیچیده RCS گردد. در بخش تحلیلی بررسی رفتار اتصال، هر دو نمونه آزمایشگاهی در نرم افزار آباکوس مدل شد و نمودار پوش نیرو- جابجایی تحلیلی و آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که رفتار اتصالها به درستی توسط مدلهای تحلیلی قابل پیش بینی است.
In this paper, the behavior of connection of steel beams to circular concrete columns is investigated analytically and experimentally. In the experimental part, two exterior connections of steel beam to circular concrete column (RCS) are tasted. In the first specimen, based on the design guide of composite structures (ASCE 1994), transvers reinforcement in the column with the minimum spacing of 25mm is used to prevent compressive failure of concrete at the top and bottom of the steel beam. In the second specimen, the spacing of transvers reinforcement in the column at the top and bottom of the beam increased to 75mm which is the maximum allowable value in columns. Moreover, for strengthening the column at the top and bottom of the beam, carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets are used. The experimental and analytical results show that the connections of both specimens are ductile and have great strength in high drift .The reinforcement of the second specimen using CFRP sheets improves the ultimate strength by 13%. Also, the ductility of the reinforced specimen is increased. As a result, the use of FRP sheets can be good alternatives for complex connections of steel beams to concrete columns. Also, both experimental specimens were modeled by Abaqus software, and the load- displacement relationships of the specimens were obtained and compared with the test results. The comparison shows that the analytical model can predict the behavior of the connections, appropriately.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3036_ead2c483116b3efc6cdbfd4f7bfe4b64.pdf
اتصال
تیر فولادی
ستون بتنی
CFRP
connection
beam steel
concrete column
CFRP
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
107
120
10.22124/jcr.2018.8723.1231
3039
Research Paper
مطالعه آماری منحنی های لنگر-دوران ستون های بتن مسلح محصور شده توسط لایه های FRP
Statistical Study on Moment-Rotation Curves of FRP Confined RC Columns
محمدامیر نجفقلی پور
najafgholipour@sutech.ac.ir
1
سیدمحمدجواد ذهبی
m.zahabi@sutech.ac.ir
2
سید مهدی دهقان
smdehghan@sutech.ac.ir
3
گروه زلزله، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی شیراز
دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران
هیات علمی - گروه مهندسی زلزله - دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست - دانشگاه صنعتی شیراز
ستون ها به عنوان عناصر اصلی باربر ثقلی و جانبی در ساختمان های بتن مسلح مطرح هستند. اخیرا استفاده از ورق های (Fiber Reinforced Polymer-FRP) به عنوان مصالح محصور کننده بتن ستون در تقویت ستون ها مورد توجه محققین قرار گرفته است. با توجه به اینکه در روند ارزیابی و تحلیل آسیب پذیری ساختمان ها استفاده از روش های تحلیل غیرخطی مرسوم است، پیش بینی رفتار غیرخطی ستون های محصور شده توسط ورق های FRP در محل تشکیل مفصل خمیری و تعریف آن برای سازه برای انجام یک تحلیل غیرخطی ضروری است. این در حالی است که در دستورالعمل های بهسازی لرزه ای ساختمان ها تنها به ارائه مفاصل خمیری استاندارد برای اعضای سازه ای موجود قبل از تقویت پرداخته شده است. از آنجا که استخراج شکل استاندارد برای مفاصل خمیری باید بر اساس آزمایش های متعدد بر روی اعضای سازه ای تحت بارهای رفت و برگشتی صورت گیرد، لذا در این تحقیق آزمایش های انجام شده بر روی ستون های بتن مسلح محصور شده توسط ورق های FRP گردآوری شده است و منحنی های پوش حاصل از آزمایش های انجام شده استخراج شده اند. آنگاه با مشخص کردن نقاط کلیدی برای منحنی ها، به بررسی آماری این نقاط پرداخته شده است. بدین ترتیب علاوه بر ارزیابی رفتار لنگر- دوران ستون های آزمایش شده و تاثیر پارامترهای موثر بر آنها، نتایج حاصل از این تحقیق می تواند به عنوان مدلی برای رفتار غیرخطی ستون های محصور توسط ورق های FRP تحت نیروی محوری و بار جانبی مورد استفاده قرار گیرد.
Columns are one of the main gravity and seismic load resisting elements in reinforced concrete (RC) buildings. Therefore, seismic retrofitting of these elements in vulnerable buildings is of great importance. For this purpose, various retrofitting techniques such as steel or RC jacketing and Fiber Reinforced (FRP) Laminates are proposed. Recently, using FRP laminates for confining the column or as the longitudinal reinforcement is considered by researchers. Although some guides and documents have been released for design of FRP strengthened RC elements, but for seismic evaluation of buildings by means of nonlinear analysis procedures the moment-rotation curve of the flexural elements as plastic hinges are required. But seismic rehabilitation instructions have only recommended the standard plastic hinges for non-retrofitted elements. Since the plastic hinge for different members should be derived from cyclic tests or reliable analytical procedures, in this article the cyclic test results which were performed on FRP confined RC columns are gathered and a statistical analysis is conducted on the key points of the curves. In this way, in addition to the evaluation of the affective parameters on the moment-rotation curves of FRP confined RC columns, a simple model is developed for plastic hinge of these elements in absence of a standard curve.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3039_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
ستون بتن مسلح مستطیلی
ورق FRP
مفصل خمیری
تحلیل غیرخطی
منحنی انگر-دوران
Rectangular RC Column
FRP Laminate
Plastic Hinge
Nonlinear analysis
Moment-Rotation Curve
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2018-09-23
11
3
121
132
10.22124/jcr.2018.9684.1270
3040
Research Paper
ارائه طرح اختلاط مناسب پرکننده بتنی هیدرولیکی در پرکردن معادن اورانیوم
Provide an appropriate mixing plan for hydraulic concrete filler to fill uranium mines.
محمدرضا نیک گفتار
mnikgoftar@yahoo.com
1
محمد عطایی
ataei@shahroodut.ac.ir
2
رضا کاکایی
r_kakaie@shahroodut.ir
3
محمدرضا رضوانیان زاده
rezvanian@modares.ac.ir
4
دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران
دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران
استادیار پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای
برای بازیابی حداکثری ذخایر معدنی زیرزمینی اورانیوم، کاهش میزان اشعه جذبی کارگران معدن، کاهش آلودگیهای زیست-محیطی و کاهش هزینههای معدنکاری میبایست تمهیدات ویژهای اندیشیده شود. یکی از این تمهیدات، پرکردن فضاهای استخراجی با پرکنندههای بتنی هیدرولیکی به خصوص در روش استخراج کندن و پرکردن تونلی است. در این تحقیق سعی شده است بصورت جامع با نگرشهای ذکرشده در فوق، مناسبترین طرح اختلاط پرکننده بتنی هیدرولیکی انتخاب شود. برای انجام این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی طرحهای اختلاط پرکننده بتنی هیدرولیکی با چهار نوع مصالح سنگی باطله های معادن اورانیوم، ماسه رودخانهای، ماسه شسته شده و ماسه باریت، ساخته شد و نمونه هایی از این طرحهای اختلاط برای آزمایش مقاومت فشاری تک محوری گرفته شد. همچنین علاوه بر محاسبه هزینه تمام شده ساخت هر طرح اختلاط، از پرکنندههای بتنی هیدرولیکی ساخته شده در ضخامتهای مختلف در مجاورت کانسنگ اورانیوم جهت اندازه گیری میزان تشعشع ریخته شد. آزمایشها و برداشتهای میزان تشعشع برای طرحهای اختلاطپرکننده بتنی هیدرولیکی در ضخامتهای مختلف انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت پرکننده بتنی، میزان تشعشع به شدت کاهش پیدا میکند. همچنین این امر اثبات شد که میتوان باطلههای استخراجی و آب زهکشی شده از معادن اورانیوم را که آلوده به مواد رادیواکتیو میباشند، در اختلاط پرکنندههای بتنی هیدرولیکی مورد استفاده قرار داد. این امر علاوه بر کاهش آلودگیهای زیست محیطی، هزینههای پرکردن را نیز کاهش میدهد.
Special measures must be taken to maximize the recovery of uranium deposits, reduce the absorption rate of radiation for personnel working, reduce environmental pollution and reduce mining costs in underground uranium mining. One of these measures is to fill the extracted spaces, in particular, in the tunnel cut and fill mining method. In this research, it has been tried to select the most suitable concrete filler mixing plan with the above-mentioned attitudes. To carry out this research, in a laboratory scale, concrete mixing designs were implemented for hydraulic concrete with four types of rock materials from waste of uranium mines, river sand, washed sand and barite sand. Samples of these mixing designs for testing of resistance One-axial pressure was taken. Also, in addition to calculating the cost of making any mixing plan, hydraulic concrete was constructed in different thicknesses adjacent to the uranium ore was poured to measure the amount of radiation. Radiation experiments and measurements were carried out for concrete mixing designs in different thicknesses. The results indicate a sharp decrease in the radiation and absorption dose of radiation by increasing the thickness of the filler concrete. It has also been proven that mining waste and drainage water from uranium mines that are contaminated with radioactive substances can be mixed with hydraulic concrete fillers to fill uranium underground mines in order to reduce environmental pollution and Filling costs.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_3040_efdbb310f8bcfae1d9e2a1715ef201b7.pdf
باطله معادن اورانیوم
آلودگی زیست محیطی
پرکننده بتنی هیدرولیکی
تشعشع
مسائل اقتصادی
Uranium Mine waste
Environmental Contamination
Concrete Hydraulic Filler
Radiation
Economic issues