تحلیل استاتیکی خطی و غیرخطی سازه های بتن مسطح صفحه ای و متقارن محوری به روش اجزای محدود

در این پایان نامه با استفاده از روش قدرمتند اجزای محدود به تحلیل استاتیکی خطی و غیرخطی مسائل دو بعدی و متقارن محوری پرداخته می شود. با استفاده از این روش، برنامه کامپیوتری ایجاد می گردد که قابلیت تحلیل هر دو نوع سازه فولادی و بتن مسلح را داراست. در تحلیل غیرخطی این سازه ها عامل غیرخطی ناشی از پلاستیسیته فولاد در سازه های فولادی و عوامل غیر خطیی نظیر ترک خوردگی بتن در کشش، پلاستیسیته و خرد شدن بتن در فشار و پلاستیسیته میلگرد ها در سازها های بتن مسلح در نظر گرفته می شوند. پس از تکمیل برنامه در مورد سازه های فولادی، بدلیل اهمیت و تعدد عوامل غیرخطی سازه های بیتن مسلح توجه عمده این تحقیق به این نوع سازه معطوف می شود. در سازه های بتن مسلح، مسائل متقارن محوری علاوه بر داشتن عوامل غیرخطی موجود در مسائل صفحه ای دارای خصوصیات غیرخطی دیگری نیز هستند. در این راستا ابتدا انواع ترک خوردگی ممکن و نیز انواع مختلف میلگرد گذاری به همراه دیگر عوامل موثر در اجزای صفحه ای بتن مسلح مطابق با جدیدترین پژوهشهای انجام شده به برنامه اضافه شده و سپس به عوامل اضافی موجود در سازه های متقارن محوری پرداخته می شود. در این نوع مسائل، میلگردهای موجود در ازجای بتن مسلح با استفاده از الگوهایی که تاکون برای میلگردهای مستقیم، مایل و منحنی شکل پیشنهاد شده در نظر گرفته می شوند. از عوامل اضافی موجود در سازه های بتن مسلح متقارن محوری می توان به دو عامل ترک خوردگی شعاعی و وجود میلگرد حلقوی در این نوع سازه اشاره نمود. در سازه های متقارن محوری ترک خوردگی شعاعی بطور معمول بصورت همزمان و یا غیر همزمان با ترک خوردگی صفحه ای روی می دهد. این نوع ترک خوردگی باعث کاهش سختی سازه و افزایش تنش و کرنش و در نتیجه کاهش باربری سازه می گردد. برای مقاوم نمودن سازه در برابر ترک خوردگی شعاعی از نوعی میلگردگذاری موسوم به میلگرد گذاری حلقوی استفاده می گردد این میلگرد گذاری در جهت عمود بر صفحه سازه بوده و موجب افزایش سختی سازه و بعبارتی باعث افزایش باربری سازه می گردد.در این پایان نامه سعی شده است که با استفاده از تحقیقات و پژوهشهای انجام شده در این موارد و رفع کمبودهای موجود، ضمن ایجاد ماتریس سختی جز بتنی ترک خورده مطابق با حالتهای ترک خوردگی ممکن در این نوع سازه، رابطه ساختاری اجزای محدود میلگرد حلقوی نیز ایجاد و به برنامه اضافه گردد. برای تحقیق در مورد دقت و کارآیی برنامه از مسائلی که دارای نتایج آزمایشگاهی بوده و در بضعی موارد نیز دارای نتایج تحلیلی از دیگر برنامه هاست استفاده می شود. با استفاده از این مسائل تمام موارد ذکر شده در بالا شامل تحلیل الاستیک، تحلیل الاستیک - پلاستیک سازه های فولادی و تحلیل الاستیک - پلاستیک - شکست سازه های بتن مسلح توسط برنامه مورد بررسی قرار می گیرند، سپس با مقایسه نتایج حاصل از برنامه با نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از دیگر تحلیلها، دقت، کارآیی و کاربردی بودن برنامه بخصوص در تعیین بارنهایی نشان داده می شود.