دیوار های برشی بتن آرمه رایج ترین سیستم مقاومت در برابر بار های جانبی در سازه های بلند مرتبه هستند. در سال های اخیر روش های طرح لرزه ای توجه بیش تری بر محدود کردن دریفت سازه در زلزله داشته است. سختی درون صفحه ی بسیار زیاد این المان ها و نقش آن ها در باز توزیع نیروها از ستون ها به دیوار باعث کنترل جا به جایی بین طبقه ای بسیار عالی در سازه می گردد. مطالعات آزمایشگاهی به همراه آنالیزهای غیر خطی، ابزار قدرتمندی در پیش بینی رفتار دیوار برشی بتن آرمه ارائه می دهند. این مطالعات باعث تغییرات اساسی در آیین نامه ها و روش های طراحی المان های بتن آرمه شد . گذشت زمان، آسیب های سازه ای و ضعف آیین نامه های قدیم باعث کارایی نامناسب دیوار های سازه ای موجود در برابر زلزله شده است. از طرفی در سال های اخیر مواد کامپوزیت frp در تقویت و بهسازی المان های سازه ای کاربرد های بسیاری یافته اند. خصوصیات ممتاز این مواد از قبیل مقاومت کششی بسیار عالی، مدول الاستیسیته ی بالا، وزن کم و مقاومت در برابر خوردگی، آن ها را گزینه ی اول پروژه های تقویت قرار داده است. با این وجود مروری بر تحقیقات گذشته نشان می دهد اکثر مطالعات صورت گرفته بر روی دیوارها، دیوار های چاق و کوتاه و تقویت این اعضا با مواد frp را مورد توجه قرار داده اند و تا کنون بر روی تقویت دیوار برشی بتن آرمه ی لاغر با مواد frp مطالعه ی آزمایشگاهی یا تحلیلی صورت نگرفته است. در این پایان نامه اثر تقویت frp و محصور شدگی اجزا ء مرزی دیوار توسط این مواد بر رفتار دیوار برشی بتن آرمه ی لاغر طراحی شده بر اساس آیین نامه ها ی آبا و aci مورد مطالعه قرار گرفته است. نرم افزار اجزاء محدود ابتدا کالیبره شده و صحت نتایج آن با مدل سازی نمونه های آزمایشگاهی مورد تائید قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزاء محدود غیر خطی بتن آرمه و مدل رفتاری پلاستیسیته ی آسیب (damage plasticity ) به همراه اثر سخت شدگی کششی برای مدل سازی رفتار بتن استفاده شده است. سپس نمونه های طرح شده به روش مبتنی بر تنش و روش مبتنی بر تغییر مکان مورد مطالعه قرار داده شدند. مطالعات در دو بخش تقویت طولی اجزای مرزی (استفاده از وزق کامپوزیت روی وجه جانبی جزء مرزی و به موازات میلگردهای طولی)، و تقویت عرضی (اعمال ورق frp به صورت دورپیچ و محصور شدگی) اجزای مرزی با مواد frp انجام شد. نتایج نشان می دهد استفاده از ورق frp به صورت تقویت طولی در اجزای مرزی اثر قابل توجهی بر بار بری دیوار دارد؛ در حالی که اثر ورق frp به صورت تقویت عرضی جزء مرزی تأثیر زیادی بر رفتار شکل پذیر دیوار دارد. افزایش تعداد لایه های ورقfrp باعث بهبود در رفتار دیوار هم در تقویت طولی و هم در تقویت عرضی می شود. مطالعات هم چنین نشان داد که در تقویت دیوار ها کافی است تنها اجزای مرزی و در ناحیه ی مفصل پلاستیک مورد توجه قرار گیرند؛ که از نقطه نظر اقتصاد و و نیز سهولت در پروژه ی تقویت می تواند نتیجه ی مهمی باشد.

پیچیدن ستون های بتن آرمه در کامپوزیت های frp, به عنوان یک تکنیک مقاوم سازی, بسیار مورد توجه و رو به گسترش است. مطالعات آزمایشگاهی زیادی بر روی ستون های دایره ای محصور در کامپوزیت انجام گرفته است؛ ولی ستون های مستطیلی با وجود کاربرد فراوان در ساختمان ها, تا این اواخر کم تر مورد توجه قرار گرفته اند. وجود مشکلات مطالعات آزمایشگاهی, مانند تجهیزات مورد نیاز و عدم امکان بررسی دقیق و کامل برخی پدیده ها, و ظهور کامپیوترهای پر قدرت و سریع باعث شده است آنالیزهای عددی اهمیت بسیاری کسب کنند. در این پایان نامه هدف اصلی مدل سازی رفتار ستون های مستطیلی به روش اجزای محدود و بررسی اثر شعاع انحنای گوشه های مقطع بر رفتار این مقاطع است. به این منظور از قابلیت های نرم افزار abaqus برای مدل سازی پدیده ی محصور شدگی و خواص بتن محصور شده, استفاده می شود. صحت روش مدل سازی از طریق مقایسه ی نتایج به دست آمده از نرم افزار با نتایج آزمایشگاهی موجود بر نمونه های استوانه ای کوچک کنترل می شود. سپس کارایی روش برای مدل سازی ستون بتن آرمه ای که در کامپوزیت پیچیده شده است, نشان داده می شود. با توجه به تفاوت رفتار مقاطع دایره ای و مستطیلی, صحت روش مدل سازی برای مدل کردن محصور شدگی غیر یکنواخت در مقاطع مربعی و مستطیلی, ارزیابی می شود. با اطمینان از نتایج مدل سازی, اثر شعاع گوشه بر عملکرد مقاطع مستطیلی محصور شده در کامپوزیت بررسی می شود. در پایان رابطه ای برای پیش بینی مقاومت مقاطع مستطیلی محصور در کامپوزیت با وجود شعاع گوشه های مختلف ارائه می شود.

چکیده یکی از متداول ترین روش های موجود جهت مقاوم سازی سازه های بتن آرمه، استفاده از ورقه های کامپوزیتی frp می باشد. از جمله مسائل مهم در تقویت خمشی تیـــرهای بتن آرمه توسط کامپوزیت های frp، جدا شدگی ورقه های مذکور از سطح بتن می باشد که همواره مورد توجه محققین بوده است. این مسئله منجر به شکست زود رس و غیر اقتصادی عضو سازه ای می گردد. از جمله دلایل جدا شدگی زود رس ورق، آماده نبودن سطح بتن جهت اتصال مناسب بین سطح و ورق کامپوزیتی می باشد. در همین راستا، قبل از اتصال کامپوزیت frpبه سطح بتن جهت تقویت آن، مراحل آماده سازی سطحی انجام می شود؛ با این وجود، آماده سازی سطحی بتن هم دارای مشکلاتی اعم از هزینه ی عملیات، آلودگی زیست محیطی و ... می باشد. با تحقیقاتی که از دو سال گذشته در دانشگاه صنعتی اصفهان آغاز گردید، روش جدید شیار زنی به عنوان روشی مناسب برای جای گزینی آماده سازی سطحی معرفی شد و نتایج آزمایشگاهی بسیار خوبی در پی داشت؛ اما با این وجود، روش شیار زنی هنوز در مراحل مقدماتی می باشد. در این تحقیق به بررسی میزان تأثیر پارامترهای عمق و عرض شیار بر عملکرد روش شیار زنی در کنترل جدا شدگی ورق frp پرداخته شده است. نمونه های موجود در آزمایشگاه حدود 140 نمونه از نوع منشوری با ابعاد 500 100 100 میلی متر به صورت غیر مسلح بودند که در چهار گروه مقاومت فشاری مختلف (25، 40، 55 و 65 مگا پاسکال) دسته بندی شدند. در ابتدا بر روی سطح تمامی نمونه های مورد نظر 2 شیار با طول، عرض و عمق مشخص ایجاد شده و پس از آن، درون شیارهای حاصله را توسط epoxy dur 31 n به گونه ای پر کردیم تا سطح نمونه صاف و یکنواخت شود. پس از پر شدن کامل شیارها با چسب مربوطه، بلافاصله از اپوکسی دیگری به نام epoxy dur 300 برای چسباندن ورق frp به سطح نمونه ی بتنی استفاده کردیم. پس از خشک شدن چسب، نمونه ها تحت آزمایش خمش 4 نقطه ای قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان داد که تأثیر افزایش عرض شیارها بر بار نهایی ورق بیش از افزایش عمق می باشد. از نکات دیگر این بود که در مقاومت های فشاری کم، عملکرد روش شیار زنی در کنترل جدا شدگی ورق frp بهتر از مقاومت های فشاری بالا بود. در انتها محاسبه ی شاخص طاقت در نمونه ها نشان داد که روش شیار زنی منجر به افزایش میزان جذب انرژی در نمونه های تقویت شده می گردد. کلمات کلیدی: جدا شدگی زود رس، ورقه های کامپوزیتی frp، شیار، آماده سازی سطحی

با وجود استفاده میدانی از ورقه های کامپوزیت frp، هنوز همه جنبه های رفتاری این مصالح به صورت کامل شناخته نشده است. از جمله این موارد می توان به گسیختگی این ورقه ها و علل آن به صورت جدا شدگی از سطح بتن، در بارهای غیر قابل پیش بینی و زودرس اشاره کرد. در این تحقیق، ابتدا اثرات آرایش تسلیح داخلی و خارجی، به صورت تجربی و آزمایشگاهی، بر جدا شدگی ورق تقویتی مورد ارزیابی قرار گرفته و سپس امکان مدل سازی این اثرات توسط برنامه های رایج عناصر محدود، بررسی شده است. به منظور دستیابی به اهداف مورد نظر در طرح، تعداد 24 تیر بتن آرمه در ابعاد مقطع 350 × 300 میلی متر و طول 3300 میلی متر، به صورت دو سر ساده و تحت بار خمش سه نقطه ای مورد آزمایش قرار گرفت. نمونه های آزمایشی به لحاظ میزان آرماتور کششی به دو نوع i و ii تقسیم می شوند. سطح مقطع آرماتور کششی در نمونه های نوع i، حدود 765 میلی متر مربع و در نمونه های نوع ii، حدود 1230 میلی متر مربع در نظر گرفته شده است. از تعداد 24 نمونه آزمایشی، 4 نمونه به عنوان تیرهای شاهد آزمایش گردید. 20 نمونه آزمایشی دیگر، مطابق با اهداف مورد نظر در این تحقیق، در 4 گروه آزمایشی به شرح زیر تقویت و مورد آزمایش قرار گرفته اند. گروه (1) شامل 6 تیر بتن آرمه از نوع i و 2 تیر بتن آرمه از نوع ii است، که به منظور بررسی تاثیر آرایش میلگردهای کششی بر جدا شدگی ورق تقویتی آزمایش شده اند. در تیرهای تقویت شده نوع i، از سه آرایش آرماتور گذاری شامل 2?22، 3?18 یا 5?14، و در تیرهای نوع ii، از دو آرایش 2?28 یا 2?20 & 3?16 برای آرماتورهای ناحیه کششی مقطع استفاده شده است. هم چنین به منظور بررسی اثرات وجود پیش ترک در نمونه ها، در بار جدا شدگی، نیمی از تیرهای نوع i در این گروه، قبل از تقویت تا حدود 60% ناحیه خطی و الاستیک منحنی بار- تغییر مکان نمونه های شاهد، تحت بار گذاری قرار داده شده اند. سپس از این نمونه ها، بار برداری به صورت کامل انجام شده است و پس از تقویت با ورقه های frp و عمل آوری لازم، مجددا تا بار نهایی، تحت آزمایش خمش سه نقطه ای قرار داده شده اند. در گروهِ (2) آزمایشات اثرات تقویت خارجی، بر جدا شدگی ورق تقویتی شامل تعداد لایه ها و هم چنین تعداد نوارهای ورق مورد بررسی قرار گرفته است. گروه (3)، به بررسی اثرات قطع یا خم میلگردهای کششی در بار جدا شدگی و رفتار ترک خوردگی تیرهای بتن آرمه تقویت شده با صفحات cfrp، اختصاص داده شده است. ایجاد قطع و خم میلگردهای خمشی، موضوعی است که معمولا به دلیل صرفه جویی بیشتر در مصرف میلگرد، در همه پروژه های اجرایی انجام می شود. این گروه شامل 5 تیر بتن آرمه از نوع i است که در هر یک از نمونه ها از 5 عدد میلگرد ?14، به عنوان آرماتور کششی، در محل حداکثر لنگر خمشی تیر استفاده شده است. در این گروه، برای تقویت تیرها، دو لایه ورق cfrp به عرض 150 میلی متر و طول 2700 میلی متر در حد فاصل بین دو تکیه گاه تیر به وجه کششی تیر چسبانده شده است. در این نمونه ها قطع و خم آرماتور با میزان 20 و 60 درصد انجام شده است. برنامه آزمایش گروه (5)، به اثرات ایجاد شیار بر بار جدا شدگی و رفتار نمونه های تقویت شده در مقیاس واقعی و با تسلیح داخلی، اختصاص داده شده است. در این گروه 5 تیر بتن آرمه شامل 4 نمونه از تیرهای نوع i، و یک نمونه از تیرهای نوع ii، با روش شیار زنی تقویت و آزمایش شده است. در آزمایشات این گروه عوامل متعددی نظیر تاثیر عمق شیار، تعداد لایه های ورق تقویتی، میزان فولاد کششی تیر، پیوستگی و ناپیوستگی شیارها و اثرات نوع چسب برای پر کردن شیارها مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج آزمایشات انجام شده در گروه های مختلف آزمایشی، شامل گروه های تسلیح داخلی و خارجی تیرهای بتن آرمه تقویت شده با صفحات cfrp، نشان می دهد که برخی از پارامترهای مورد نظر، تاثیرات قابل توجهی در رفتار نمونه های تقویتی ایجاد می نمایند، که لازم است در طراحی لحاظ شوند. از جمله این پارامترها می توان به 1) اثرات تغییر قطر و تعداد میلگردهای کششی در مقاومت چسبندگی بتن در موضع اتصال ورقه های تقویت خمشی، 2) درصد قطع میلگردهای خمشی و موضع قطع آرماتور در نوع جدا شدن ورق تقویتی، 3) تاثیر ایجاد شیار به عنوان روشی برای جایگزینی آماده سازی سطحی در ظرفیت بار پذیری نمونه های تقویت شده و الگوی ترک های ایجاد شده در تقویت های خمشی و هم چنین 4) تاثیر نحوه و میزان تسلیح خارجی ورق در تعویق یا تسریع جدا شدگی ورق cfrp، اشاره نمود. علاوه بر آن مدل سازی نمونه ها با استفاده از روش عناصر محدود و با در نظر گرقتن امکان جدا شدگی ورق تقویتی، نشان داد که هم خوانی مناسبی بین نتایج آزمایشی و تئوری وجود دارد.

بار انفجاری از جمله بارهای دینامیکی وارد بر سازه هاست که در چند دهه اخیر به علت افزایش حملات نظامی و تروریستی و حوادث غیر منتظره در صنایع و حمل و نقل، در مطالعات تقویت سازه ها، مورد توجه قرار گرفته است. از طرف دیگر، اولین عامل در مقاوم سازی بناها، به کار گیری مواد و مصالح با جذب انرژی و طاقت بالا در سازه می باشد. بتن به عنوان پر مصرف ترین ماده ی ساخت دست بشر، امروزه کاربرد زیادی در ساخت سازه ها پیدا کرده است. از طرفی نقاط ضعف این مصالح، در برابر بارهای کششی، خمشی، بارهای دینامیکی و از جمله بار انفجاری، باعث تحقیقات گسترده ای برای مناسـب سازی بتـن در این عرصه ها شده است. از جملـه روش های افزایش طاقت و جذب انرژی در بتن استفاده از الیاف در ترکیب بتن، در حین اختلاط می باشد. هدف از انجام این پروژه ی تحقیقاتی، مقایسه ی میزان طاقت، ترک خوردگی و تخریب دال های بتن الیافی، مسلح شده با الیاف فولاد، شیشه، پلی پروپیلن و ترکیب آن ها، تحت بارگذاری انفجاری با بتن عادی مسلح و غیر مسلح با میل گرد فولادی می باشد. در کنار بحث اصلی، تاثیر عوامل دیگری چون؛ طرح اختلاط، نسبت سنگ دانه و ضخامت دال نیز برای سنجش طاقت بتن تحت بار انفجار مورد بررسی قرار می گیرد. ابعاد دال ها ??? * ??? میلی متر، با ضخامت های ?? و ?? میلی متر می باشد. نسبت آب به سیمان برای تمامی طرح ها ?/?? در نظر گرفته شد؛ ولی نسبت شن، ماسه وسیمان متغیر انتخاب گردید. نسبت حجمی الیاف مورد استفاده در این طرح ها، برای فولاد بین ?/? تا ?/? درصد، پلی پروپیلن ?/? تا ?/? درصد و شیشه بین ?/? تا ?/? درصد، به صورت منفرد و نیز ترکیب فولاد-پلی پروپیلن و شیشه- پروپیلن با درصدهای حجمی مختلف می باشد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که، الیاف فولاد تاثیر به مراتب بهتری نسبت به دو نوع الیاف شیشه و پلی پروپیلن، بر مقاومت در برابر انفجار بتن می گذارند. در ادامه ی آزمایشات این نتیجه حاصل شد که، استفاده از الیاف پلی پروپیلن در کنار الیاف فولاد به صورت ترکیبی، حتی با درصد حجمی مجموع کمتر نسبت به کاربرد الیاف فولاد به صورت منفرد، بهترین تاثیر را هم از لحاظ کاهش هزینـه و هم از نظر افزایـش مقاومت بتن در برابر انفجار، داشته اند.

یکی از متداول ترین روش های تقویت سازه های بتن آرمه، استفاده از ورق های تقویتی frp جهت بالابردن مقاومت خمشی و برشی اعضای بتنی می باشد. به دلیل مقاومت بالا، سبکی، اجرای ساده و مقاوم بودن در برابر خوردگی، استفاده از این مصالح روز به روز گسترش بیش تری پیدا کرده است. ضریب پواسون ورق های frp با بتن تفاوت زیادی دارد؛ که این مسئله منجر به جدا شدگی سریع صفحات تقویتی از سطح بتن می شود. آماده نمودن سطح بتن جهت اتصال مناسب بین سطح و ورق تا حدی می تواند جدا شدگی را به تعویق بیاندازد؛ ولی در اکثر تحقیقاتی که تیرهای بتن آرمه با ورق های frp در برش تقویت شده اند، جدا شدگی رویت شده است. آماده سازی سطحی بتن نیز با محدودیت هایی از جمله خسارت ناشی از توقف کار، هزینه ی مراحل گوناگون و حتی عدم دسترسی به عضو مورد نظر مواجه است. لذا در این تحقیق تأثیر آماده سازی سطحی به منظور تقویت برشی تیرهای بتن آرمه و جای-گزینی این شیوه با روش شیار زنی بررسی می گردد. نمونه های آزمایشگاهی شامل 20 تیر به ابعاد 80×85×560 میلی متر و 48 تیر به ابعاد 70×85×560 میلی متر در قالب 11 سری می باشد که تحت بار گذاری 4 نقطه ای قرار گرفتند. با استفاده از میلگرد طولی و مهار مکانیکی سعی شد که شکست خمشی تیرها به تعویق بیفتد؛ تا آن جا که امکان مقایسه بین افزایش ظرفیت برشی تیرها، به واسطه ی روش های مختلف نصب نوارهای frp فراهم گردد. تیرهای هر سری شامل نمونه های شاهد، تقویت شده بدون آماده سازی سطحی، با آماده سازی سطحی و شیار زنی است. نتایج آزمایش ها حاکی از این بود که آماده سازی سطحی بتن قبل از اتصال نوار frp می-تواند بار گسیختگی را اندکی نسبت به نمونه های بدون آماده سازی سطحی افزایش دهد، ولی هم چنان جدا شدگی نوار frp از سطح بتن اتفاق می افتد. این روش با افزایش ظرفیت برشی، بار گسیختگی تیرها را 12 درصد افزایش داد. روش شیار زنی جبران عدم آماده سازی سطحی را نمود؛ به طوری که در هیچ یک از نمونه های تقویت شده با این روش جدا شدگی نوارهای frp اتفاق نیفتاد. ضعف برشی تیرها برطرف و شکست خمشی، مود گسیختگی غالب شد. تغییر شکل وسط تیرها به دلیل شکست خمشی افزایش یافت و بار نهایی نمونه ها نسبت به تیر شاهد 19 درصد افزایش پیدا کرد.

بتن خود متراکم self consolidating concrete (scc) ، بتنی با روانی بسیار بالا است که می تواند بدون هیچ گونه عملیات متراکم سازی مکانیکی در محل بتن ریزی ریخته شود و تحت وزن خود قالب را پر کند وآرماتورها را در بر گیرد. به طور کلی تفاوت عمده بتن خود متراکم با بتن معمولی در فاز بتن تازه آن است.کارایی بتن خود متراکم با مشخصه هایی هم چون قابلیت پر کردن قالب، قابلیت عبور از میان فضاهای باریک بین آرماتورها و عدم وقوع پدیده جداشدگی دانه ها بیان می شود. برآورده نمودن این مشخصه ها در این بتن باعث می شود که حجم درشت دانه آن نسبت به بتن معمولی کم تر و حجم مواد سیمانی آن بیش تر باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی و مقایسه ی تأثیر پوزولان ها در بتن خود متراکم در برابر حمله ی سولفات ها بوده است. اثرات حمله ی سولفات ها را می توان از سنجش افت مقاومت فشاری و هم چنین تغییر حجم و وزن نمونه های بتن بررسی نمود. بدین منظور جهت بررسی اثر غلظت یون سولفات منیزیم و هم چنین سیکل های تر و خشک شدن بر روی دوام بتن، از 5 محیط شامل محیط های دائم مستغرق در آب، سولفات منیزیم 5%، سولفات منیزیم 10% و هم چنین محیط های تحت سیکل های تر و خشک شدن شامل سولفات منیزیم 5% و 10% استفاده گردید. به دلیل اینکه هدف اصلی از انجام این پایان نامه مقایسه ی تأثیر پوزولان ها بر دوام بتن خود متراکم در محیط سولفاتی با یکدیگر بود، در همه ی طرح ها از یک نسبت آب به مواد سیمانی (w/cm) ثابت و برابر 38/0 استفاده گردید. در تهیه طرح های بدون الیاف پلی پروپیلن، یک طرح بدون مواد پوزولانی، سه طرح با جایگزینی 5%، 10% و 15% میکروسیلیس با سیمان، سه طرح با جایگزینی 5%، 10% و 15% متاکائولین با سیمان، سه طرح با جایگزینی 5%، 10% و 15% متاکائولین با سیمان، در بتن دارای لزج کننده و سه طرح با جایگزینی 5%، 10% و 15% زئولیت با سیمان، ساخته شد. در تهیه ی بتن های دارای الیاف پلی پروپیلن، یک طرح بدون مواد پوزولانی، سه طرح با جایگزینی 5%، 10% و 15% میکروسیلیس با سیمان، سه طرح با جایگزینی 5%، 10% و 15% متاکائولین با سیمان و دو طرح با جایگزینی 5% و10% زئولیت با سیمان، ساخته شد. الیاف پلی پروپیلن با نسبت حجمی 1/0% یعنی 910 گرم بر متر مکعب در ساخت نمونه ها استفاده گردید. تعداد کل طرح اختلاط های ساخته شده برابر با 22 طرح گردید. برای مقایسه ی طرح های اختلاط، تغییرات وزن، حجم و مقاومت فشاری نمونه ها قبل و بعد از قرار گیری در محیط های مذکور، مورد بررسی قرار گرفت. به جهت بررسی ساختار داخلی انواع بتن های قرار گرفته در محیط سولفات منیزیم چهار نوع بتن شامل بتن بدون پوزولان و بتن های حاوی سه پوزولان دیگر مورد آزمایش میکروسکوپ الکترونی (sem) قرار گرفت. هم چنین به جهت شناخت عناصر موجود در ترکیبات تشکیل دهنده ی بتن های مذکور، این بتن ها مورد آزمایش edx قرار گرفت. به جهت بررسی و تحلیل آماری اطلاعات به دست آمده از آزمایشات، این نتایج توسط نرم افزار sas و با روش تجزیه و تحلیل آنالیز واریانس مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد استفاده از میکروسیلیس سبب کاهش دوام بتن در برابر محلول سولفات منیزیم می شود. اما در بین دو پوزولان دیگر، متاکائولن بیشتر از زئولیت دوام بتن را در مقابل سولفات منیزیم افزایش می دهد. هم چنین مشاهده گردید استفاده از الیاف پلی پروپیلن از میزان افزایش حجم و کاهش وزن نمونه های قرار گرفته در محلول سولفات منیزیم می کاهد. در این تحقیق اثر اضافه نمودن سه نوع پوزولان شامل میکروسیلیس، متاکائولن و زئولیت بر مشخصات مکانیکی و مشخصات فاز بتن تازه در بتن خود متراکم معمولی و نیز بتن خود متراکم حاوی الیاف پلی پروپیلن و مقایسه نتایج با یکدیگر نیز ارائه شده است. در این تحقیق آزمایشات جریان اسلامپ، v-funnel و t50، جهت اندازگیری مشخصات فاز بتن تازه انجام گردید. در این پژوهش نشان داده شد در ساخت بتن خود متراکم حاوی متاکائولن استفاده از لزج کننده لازم است. همچنین زئولیت روانی بتن خود متراکم را به شدت کاهش داده اما پایداری آن را افزایش می دهد. نشان داده شد الیاف پلی پروپیلن روانی بتن خود متراکم را کاهش داده اما لزجت و پیوستگی بتن را افزایش می دهد.

با گذشت سال ها از عمر سازه های بتنی موجود در سراسر دنیا، مقاوم سازی این سازه ها به یکی از مسائل روز مهندسی تبدیل شده است. یکی از متداول ترین روش های موجود جهت مقاوم سازی سازه های بتن آرمه و حتی سازه هایی با اسکلت فولادی، استفاده از ورقه های کامپوزیتی frp می باشد. از جمله مسائل پیش روی مهندسان و محققان پیرامون استفاده از ورق های frp در مقاوم سازی خمشی و برشی تیر های بتنی، مکانیزم گسیختگی عضو و نیز پدیده ای به نام جدا شدگی سطحی می باشد. در تیر های بتن آرمه تقویت شده خمشی با ورق frp، چهار حالت گسیختگی خمشی زیر امکان وقوع دارد: الف) خرد شدن بتن بعد از تسلیم فولاد؛ ب) خرد شدن بتن قبل از تسلیم فولاد؛ ج) پارگی frp بعد از تسلیم فولاد؛ و د) پارگی frp قبل از تسلیم فولاد. شرط به وقوع پیوستن هر یک از چهار حالت فوق، به تعویق انداختن پدیده جدا شدگی بین سطحی است. از جمله دلایل جدا شدگی زودرس، آماده نبودن سطح بتن جهت اتصال مناسب بین سطح و ورق کامپوزیتی می باشد. روش متدوال جهت نصب ورق frp، آماده سازی سطحی است؛ همچنین در سال های اخیر، روش نوین شیار زنی به عنوان جای گزینی جهت روش آماده سازی سطحی متداول، مطرح شده است. در این تحقیق با انجام آزمایش خمش 4 نقطه ای بر روی 36 نمونه تیر بتن آرمه به ابعاد 1000×140×120 میلی متر، تقویت شده با ورق cfrp، به بررسی عملکرد روش شیار زنی در مقایسه با روش آماده سازی سطحی متعارف در چهار حالت گسیختگی فوق پرداخته شد. تعداد 6 نمونه تیر بتنی غیر مسلح به ابعاد 500*100*100 میلی متر به همراه 4 عدد تیر بتن آرمه به ابعاد 1000*140*120 میلی متر به منظور بررسی تاثیر فاصله های زمانی در انجام مراحل تقویت به روش شیار زنی در کارآیی این روش استفاده شد. ارزیابی تحلیلی بر روی نمونه های این تحقیق و برخی موارد موجود در سایر متون علمی صورت گرفت. نتایج حاکی از آن است که روش شیار زنی در مقایسه با روش آماده سازی سطحی در تغییر مکانیزم جداشدگی زودرس و نیز افزایش ظرفیت باربری تیر موثرتر است. ایجاد فاصله زمانی در بین مراحل روش شیار زنی کارآیی این روش را به شدت کاهش می دهد. تحلیل نمونه ها با استفاده از روابط آیین نامه ای و تئوری های موجود از دقت کافی برخوردار نمی باشد.

در سال های اخیر بهسازی، تقویت و ترمیم سازه های ضعیف و خسارت دیده در سطح وسیعی مطرح شده است. از جمله روش های مرمت، تقویت و بهسازی سازه های بتن آرمه، استفاده از ورق های مسلح کننده frp می باشد. یکی از مشکلات عمده تسلیح خارجی با استفاده از ورق frp، جدا شدگی زودرس و ناگهانی ورق از سطح تیر می باشد. در این راستا از مدتی قبل با تحقیقاتی که در دانشگاه صنعتی اصفهان آغاز شد، روش شیارزنی (تسلیح خارجی با نصب بر روی شیارهای طولی، ebrog) معرفی گردید. بر اساس این روش، ابتدا تعدادی شیار طولی بر روی وجه کششی تیر ایجاد می شود و پس از آن که سطح بتن و شیارهای ایجاد شده با فشار هوا تمیز گردید، شیارها با اپوکسی مناسب پر می گردند. در انتهاء ورق frp توسط رزین مناسب بر روی سطح بتن چسبانده می شود. بررسی نتایج تحقیقات صورت گرفته نشان داد، با انتخاب عرض و عمق شیار معین، می توان جدا شدگی ورق را به طور کامل حذف نمود و یا آن را تا حد زیادی به تعویق انداخت. در این مطالعه به منظور پیش بینی و ارزیابی عوامل موثر بر جدا شدگی در روش ebrog، رفتار این روش به صورت مدل اجزای محدود غیرخطی مورد بررسی قرار گرفته است؛ لذا رفتار سطح بین لایه ای با استفاده از مدل های مناسب تنش برشی- لغزش و با در نظر گرفتن ترکیب تنش های برشی و نرمال ارائه گردید. نتایج حاصله، دقت بالای این روش عددی را در مدل سازی نمونه های آزمایشگاهی شیاردار نشان داد. در همین ارتباط مطالعات موردی در زمینه تأثیر تعداد، عمق و عرض شیار، میزان تسلیح خمشی اوّلیه تیر، و نیز تعداد لایه های ورق frp بر رفتار نمونه های شیاردار انجام گرفته است؛ نتایج نشان داد که با انتخاب مناسب تعداد و ابعاد شیار (بسته به میزان تسلیح داخلی و خارجی تیر)، می توان جدا شدگی زودرس ورق را کنترل نمود. لذا در انتهاء بر اساس نتایج این مطالعه، پیشنهادات و نمودارهای طراحی جهت تقویت بهینه به روش ebrog در نمونه های مشابه، ارائه گردید.

چکیده هدف اصلی از رساله حاضر، بررسی رفتار تیرهای بتن آرمه تحت اثر برش و پیچش توأم است. در این راستا ابتدا تیرهایی با طول 2850 میلی متر ساخته شد. این تیرها در دسته های 5 تایی هر کدام از یک طرح اختلاط مشابه ساخته شده و به صورت دو سر گیردار مورد آزمایش قرار گرفتند. به این صورت که دو انتهای تیر از نظر خمشی و پیچشی کاملاً مقید شده و در وسط بار خارج از مرکز بر روی بازوی یک کمربند فلزی دور تیر اعمال شد. اولین گروه از نمونه ها که با توجه به اسم طرح اختلاط آن ها با نام گروه e شناخته شدند، نمونه های مبنا یا بدون تقویت بودند. این گروه شامل 5 نمونه بود که با نام های e0، e1، e2، e3 و e4 نام گذاری شدند. این نمونه ها به ترتیب در خروج از مرکزیت "0"، 290، 470، 616 میلیمتر و ? (پیچش خالص) آزمایش شدند. پس از انجام آزمایش این نمونه ها برای آنها منحنی اندرکنش برش- پیچش رسم شد. این منحنی به خط مستقیم بسیار نزدیک بود. در قدم بعد این نمونه ها با استفاده از نرم افزار ansys مدل سازی و آنالیز غیرخطی شدند. سپس نمونه های دیگری تعریف شد. به این صورت که در نمونه های جدید در 4 دسته ی 5 تایی آرماتور عرضی به ترتیب 2، 3، 4 و 5 برابر آرماتور حداقل آیین نامه ی aci 318-08 در نظر گرفته شد. هر گروه 5 تایی در خروج از مرکزیتی مشابه نمونه های مبنای آزمایشگاهی مورد تحلیل غیر خطی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در نمونه های دارای آرماتور عرضی تا حد 3 برابر آرماتور حداقل آیین نامه ای هم چنان منحنی اندرکنش برش- پیچش خطی است. در نمونه های دارای آرماتور عرضی بیش تر، این منحنی در نزدیکی محور قائم (محور پیچش) به سمت عمود شدن بر محور پیش می رود. در گام بعدی دو دسته از نمونه های ساخته شده یکی شامل 5 و دیگری شامل 4 نمونه با استفاده از نوارهای دورپیچ کامل منقطع cfrp تقویت شدند. این دو دسته نیز در خروج از مرکزیت های مختلفی (مشابه نمونه ی مبنا) آزمایش شدند. نتایج نشان داد که میزان افزایش ظرفیت باربری برای این دو دسته به طور متوسط در حدود 85% است. هم چنین منحنی اندرکنش برش- پیچش برای این نمونه ها نیز به صورت خط مستقیم به دست آمد. در ادامه 6 نمونه ی آزمایش گاهی دیگر تعریف شدند. این نمونه ها با استفاده از نوارهای u شکل تقویت شد. پارامترهای مورد بررسی در این نمونه ها، ارتفاع u و استفاده از نوارهای طولی در بدنه تیر و استفاده از نوار عرضی در بالای نقطع تیر بود. نتیجه آزمایش این نمونه ها را می توان در افزایش بار نهایی و ترک خوردگی و تأثیر قابل توجه استفاده از نوارهای طولی بر افزایش بار ترک خوردگی و جدا شدگی خلاصه نمود. هم چنین از بین نمونه های شاهد، 4 نمونه پس از شکست نمونه شاهد با استفاده از نوارهای دورپیچ cfrp تقویت شدند. سپس این نمونه ها تحت بارگذاری در خروج از مرکزیت های مختلف قرار گرفتند. نتایج این دسته نشان داد که در این نمونه ها علاوه بر بازیابی ظرفیت اولیه نمونه شاهد، به طور متوسط 61% نیز افزایش ظرفیت برشی- پیچشی نسبت به نمونه های شاهد ایجاد شده است. هم چنین منحنی اندر کنش برش- پیچش برای این نمونه ها نیز به شکل خط مستقیم به دست آمد.

یکی از انواع سیستم های مقاوم در برابر نیروهای جانبی از جمله نیروی زلزله، سیستم دیوار برشی بتنی می باشد که به دلیل عملکرد مناسب آن در مقابل این نیروها، مورد استفاده ی گسترده در سازه ها قرار گرفته است. در بسیاری از موارد، دیوارهای برشی به دلایل معماری، از جمله درب و پنجره و یا عبور تأسیسات مکانیکی و برقی، دارای بازشو خواهند شد. باز شدگی در دیوار، بر رفتار آن در هنگام مقابله با نیروهای جانبی تأثیر گذار خواهد بود و باعث کاهش سختی، مقاومت و شکل پذیری و تغییر مکانیزم انتقال بار می شود. مدل های بست و بند برای طراحی دیوارهای برشی دارای باز شو، روش جدیدی است که با در نظر گرفتن هم زمان نیروهای برشی و لنگرهای پیچشی، طراحی مناسب و بهینه برای دیوارهای برشی ارائه می دهند. این مدل ها، خرپای ساده ای را جای گزین سازه ی پیچیده می کنند؛ اگر چه برای یک سازه ی پیچیده چندین مدل بست و بند می توان پیشنهاد کرد. خرپای انتخابی تاثیر بسزایی در رفتار دیوارهای برشی دارد؛ از این رو انتخاب خرپای مناسب از مهم ترین دغدغه ی طراحی به روش بست و بند می باشد. اجزای مرزی یا اجزای لبه ای در دیوار برشی، قسمت هایی از لبه های دیوار و یا لبه های باز شو در دیوار هستند که به طور خاص توسط فولادهای طولی و عرضی تقویت می شوند. استفاده از اجزای مرزی باعث بهبود عملکرد دیوارهای برشی می شود به گونه ای که علاوه بر شکل پذیرتر شدن دیوار، باعث افزایش مقاومت نهایی دیوار نیز می گردد. هدف از این پایان نامه مطالعه ی مدل های بست و بند در 5 نمونه دیوار برشی دارای بازشو و بررسی تاثیر اجزای مرزی دیوار برشی بر رفتار دیوار می باشد. دو مدل بست و بند برای انجام مطالعات پارامتری انتخاب شده است؛ مدل بست و بند حاصل از بهینه سازی توپولوژی و هم چنین مدل بست و بند فرضی به نام مدل بست و بند طراح. به منظور درک بهتر از کارآمد بودن روش طراحی بست و بند دیوارهای برشی با روش معمول آیین نامه ی aci 318-08 نیز طراحی و مقایسه شده اند. برای مقایسه ی بهتر میزان حجم آرماتورهای عرضی و طولی به کار رفته دز دیواری که با استفاده از مدل های بست و بند طراحی شده است با میزان حجم آرماتورهای عرضی و طولی به کار رفته در دیواری که با روش معمول آیین نامه ی aci 318-08 طراحی شده است، یکسان سازی شده است. به منظور بررسی بر رفتار دیوارها برشی، از نرم افزار اجزای محدود غیر خطی استفاده شده است و صحت نتایج آن با مدل سازی نمونه های آزمایشگاهی، مورد تایید قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزای محدود غیر خطی بتن آرمه و مدل رفتاری پلاستیسیته ی آسیب (damage plasticity) به همراه سخت شدگی کششی برای مدل سازی رفتار بتن، استفاده شده است. نتایج نشان می دهد دیوارهای طراحی شده با مدل های بست و بند دارای مقاومت نهایی و شکل پذیری بهتری در مقایسه با دیوارهای طراحی شده با روش معمول آیین نامه ی aci 318-08 می باشد. نتایج هم چنین حاکی از آن است که استفاده از اجزای مرزی دیوارهای برشی باعث بهبود عمکرد دیوار برشی در مقاومت نهایی و شکل پذیری می شود. دو عامل مهم و اساسی هنگامی که از اجزای مرزی استفاده می شود بر شکل پذیری دیوار تاثیر می گذارد؛ آرماتورهای عرضی که به علت پدیده ی محصور شدگی باعث افزایش شکل پذیری می شود و آرماتورهای طولی که باعث کاهش شکل پذیری می شود. استفاده از اجزای مرزی به روش بست و بند در دیوارهای برشی به شکل پذیری و مقاومت نهایی بیش تری در مقایسه با دیواری که از اجزای مرزی آیین نامه ی aci 318-08 استفاده شده است، می شود.

یکی از مصالحی که در ساخت سازه ها از آن استفاده می شود، بتن می باشد. بتن نیز از موضوعاتی است که روز به روز محققان تلاش می کنند تا نقاط ضعف آن را با روشهای نوین از بین ببرند و همچنین قابلیتهای آنرا افزایش دهند. برای همین امر در این چند دهه انواع متنوعی از بتنهای جدید بوجود آمده و همچنین ویژه گی آنها بهبود یافته است. یکی از انواع بتنهای مطرح در دنیا که برای اولین بار در دهه 90 میلادی مطرح شد، بتن پودری واکنشی (rpc) می باشد. بطور کلی بتن پودری واکنشی، دارای مقاومت فشاری بسیار بالایی است. برای ساخت این بتن محققان از طرح اختلاطهای متفاوتی استفاده کرده اند؛ که دلیل این امر نبودن آیین نامه جامع و روش طرح اختلاط مناسب برای این بتن می باشد. اکثر مقاومتهای به دست آورده شده که طرح اختلاط آنها در دسترس بوده، با کمک الیاف فولادی در محدوده ی mpa 200 بوده است. با بررسی مقالات متعدد، طرح اختلاطی که بتواند مقاومت فشاری بتن پودری واکنشی، را بدون الیاف فولادی بیشتر از mpa 200 نماید، مشاهده نشده است. یکی از مواد پوزولانی بسیار مناسب که امروزه مطرح شده، نانوسیلیس می باشد. در جایی مشاهده نشده که نانوسیلیس در بتن پودری واکنشی، استفاده شده باشد. بنابراین مقادیری از نانوسیلیس در ترکیبات بتن پودری واکنشی، اضافه شده است. تنها هدف اضافه کردن نانوسیلیس، افزایش مقاومت فشاری بتن پودری واکنشی، بوده است. هدف اصلی در پایان نامه ی حاضر رسیدن به طرح اختلاط مناسب برای بتن پودری واکنشی، بدون به کار بردن الیاف فولادی و بدون فشرده سازی خمیر بتن، برای کسب مقاومت فشاری حداقل mpa 200 بوده است؛ و همچنین تاثیر مقادیر مصالح، عمل آوری های گوناگون و اضافه کردن نانوسیلیس، بر مقاومت فشاری بتن پودری واکنشی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور در تحقیق حاضر، از گامها و مراحل متعددی استفاده شده است؛ به طوریکه در هر گام پارامتری از این بتن بررسی و بهینه یابی شده است. در هر گام با ارائه ی تعداد محدودی طرح اختلاط، مقادیر و نسبتهای بهینه ی مختلف مصالح به دست آورده شده است. سپس مراحل بعدی با ارائه ی طرح اختلاطهای جدید، با در نظر گرفتن نتایج مراحل قبلی ادامه داده شده است. در پایان نامه ی حاضر با کمک یک طرح اختلاط پایه با مقاومت فشاری 28 روزه ی استاندارد برابر با mpa 85، با تغییر مقادیر طرح اختلاط و نحوه ی عمل آوری آن، بتن پودری واکنشی با مقاومت فشاری mpa 233 ساخته شد. روش عمل آوری برای رسیدن به این مقاومت، عمل آوری اتوکلاو همراه با عملیات حرارتی با دمای 220 درجه سانتیگراد بوده است. برای ساخت این بتن از سیمان با مقدار حدودا kg/m3 1100 استفاده شده است. در انتها تاثیر جایگزینی مقادیری از نانوسیلیس با میکروسیلیس، بر مقاومت فشاری بتن پودری واکنشی، مورد بررسی قرار گرفته است. با اضافه کردن نانوسیلیس نتایج مطلوب حاصل نشده؛ و مقاومت فشاری بتن پودری واکنشی کاهش یافته است.

چگالی چیدمان (pd) اختلاط سنگدانه ها یکی از پارامترهای مهم و تعیین کننده در طرح اختلاط بتن می باشد. هر چه مقدار pd اختلاط سنگدانه ها بیشتر باشد، مقدار فضای خالی کمتری در بین سنگدانه ها وجود دارد و لذا به مقدار سیمان کمتری جهت پر نمودن فضاهای خالی احتیاج می باشد. در صورتی که مقدار خمیر سیمان در بتن ثابت باشد، افزایش میزان pd، منجر به افزایش کارایی در یک نسبت آب به سیمان (w/c) ثابت می شود و هم چنین به ازای یک مقدار خمیر سیمان ثابت و در صورت ثابت نگهداشتن کارایی، افزایش میزان pd، باعث کاهش نسبت آب به سیمان (w/c) شده و در نتیجه مقاومت فشاری و دوام بتن افزایش می یابد. مدل های ریاضی متفاوتی توسط محققین برای تعیین pd اختلاط سنگدانه ها بر اساس نتایج آزمایشگاهی انجام شده پیشنهاد شده است. از دو دهه ی اخیر نیز محققین تلاش نموده اند که در قالب شبیه سازی کامپیوتری به پیش گویی pd اختلاط سنگدانه ها بپردازند. شبیه سازی های انجام شده تا کنون توسط محققین یا بصورت واقع بینانه انجام نشده است و در تحقیقاتی نیز که به صورت دقیق به حل مسائل pd پرداخته شده است، با خطای زیادی همراه بوده است. در رساله ی حاضر نیز جهت تخمین pd اختلاط سنگدانه ها از شبیه سازی کامپیوتری استفاده شده است. معمولاً حل مسائل pd با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری نیاز به صرف زمان زیاد دارد و در برخی موارد نیز عملاً غیر ممکن می باشد. در این رساله با بهره گیری از نتایج بدست آمده از شبیه سازی کامپیوتری توسط نرم افزار pfc3d و تجزیه و تحلیل آن ها یک روش ساده با دقت زیاد جهت تخمین pd اختلاط سنگدانه ها ارائه شده است. اصول اولیه ی این روش ساده بر این اساس است که هر سنگدانه ی دانه بندی شده که اطلاعات دانه بندی و pd آن در حالت سست (loose) از تست آزمایشگاهی موجود باشد، به یک سنگدانه ی تک اندازه با یک ضریب اصطکاک معادل تبدیل می شود، بصورتی که pd بدست آمده از سنگدانه ی تک اندازه با آن ضریب اصطکاک برابر pd بدست آمده از آزمایش باشد. دقت روش ارائه شده در این رساله با انجام تست های آزمایشگاهی مختلف به اثبات رسیده است. در رساله ی حاضر با انجام بیش از 700 اجرای مستقل، یک بانک اطلاعاتی جهت مصارف کاربردی تهیه شده است. در این بانک اطلاعاتی برای سنگدانه های تک اندازه با ضرایب اصطکاک مختلف، مقدار pd ارائه شده است. حسن بانک اطلاعاتی تهیه شده این می باشد که می توان بدون نیاز به هر گونه شبیه سازی و با استفاده از این بانک اطلاعاتی، ضریب اصطکاک معادل هر سنگدانه ای را تعیین نمود. روش ارائه شده در این رساله همچنین با سایر مدل های ریاضی که توسط سایر محققین جهت پیشگوئی pd ارائه شده است، مقایسه گردیده است و کارائی روش ارائه شده به اثبات رسیده است. فرمولاسیون توسعه داده شده در این رساله مبتنی بر نتایج بدست آمده از شبیه سازی کامپیوتری می باشد؛ اما حسن فرمولاسیون توسعه داده شده این می باشد که برای تخمین pd اختلاط سنگدانه ها نیازی به شبیه سازی کامپیوتری نمی باشد و می توان با یک برنامه نویسی ساده و یا با محاسبات دستی، pd اختلاط سنگدانه ها را پیشگویی نمود.

نواقص طراحی و اجرا، تغییر الزامات آیین نامه های ساختمانی برای تأمین مقاومت، سختی و شکل پذیری بیش تر در سازه های بتن آرمه، سبب شده تا امروزه مقاوم سازی سازه های بتن آرمه با استفاده از کامپوزیت های frp به یکی از اصلی ترین زمینه های تخصصی مهندسی سازه تبدیل شود. مقاوم سازی سازه های بتن آرمه با تکنیک نصب خارجی (ebr) ورق های frp بر خلاف مزایای زیاد همچون سهولت و سرعت اجرا، محدودیت هایی را نیز به همراه دارد که مهم ترین آن ها وقوع پدیده ی جدا شدگی زود هنگام ورق تقویتی از سطح بتن می باشد. جدا شدگی ورق تقویتی frp هنگامی رخ می دهد که نیروی ایجاد شده در ورق تقویتی از حداکثر مقاومت قابل تحمل اتصال frp به بتن زیرین، فراتر رود. بنابراین مقاومت اتصال ورق تقویتی frp به بتن یکی از اصلی ترین پارامترهای کنترل کننده ی پدیده ی نامطلوب جدا شدگی می باشد. در این رابطه بر خلاف فولادهای مسلح کننده ی داخلی، افزایش طول مهار (اتصال) ورق تقویتی frp به بتن، لزوماً استحصال حداکثر ظرفیت ماده ی کامپوزیت (گسیختگی) را تضمین نمی کند؛ چرا که تحقیقات انجام شده نشان می دهد افزایش طول مهار ورق تقویتی بیش از "طول مهار موثر" موجب افزایش ظرفیت اتصال نخواهد شد. لذا هدف اصلی تحقیق حاضر بررسی رفتار اتصال ورق های cfrp به بتن و ارزیابی طول مهار موثر ورق های مذکور می باشد. بدین منظور 30 نمونه ی منشور بتنی به ابعاد 150 × 150 × 350 میلی متر ساخته شد. ورق های کامپوزیتی cfrp با طول های اتصال متغیر با استفاده از روش ebr بر روی 22 نمونه ی بتنی نصب شد و در 8 نمونه ی دیگر روش نوین شیار زنی برای نصب ورق های cfrp مورد استفاده قرار گرفت. پس از آماده سازی، کلیه ی نمونه ها تا لحظه ی گسیختگی تحت آزمایش برش مستقیم قرار گرفتند. با توجه به هزینه های بسیار زیاد کرنش سنج های الکترونیکی و عدم قابلیت آن ها در برآورد کل میدان کرنش، رفتار تغییر شکل و کرنش ورق های تقویتی با استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات (piv) مورد مطالعه قرار گرفت. هم چنین به منظور کسب اطمینان از عملکرد نتایج روش piv، آزمایش های متعدد صحت سنجی بر روی نمونه های تیر فولادی و بتنی انجام شده و دقت روش مذکور در ارزیابی مقادیر جا به جایی و کرنش به تفصیل شرح داده شد. مقایسه ی نتایج به دست آمده از آزمایش های برش مستقیم نمونه های ebr با مدل های موجود در آیین نامه های مقاوم سازی، حاکی از نامناسب بودن مدل های مذکور برای پیش بینی طول مهار موثر ورق های تقویتی به بتن می باشد؛ زیرا طول مهار موثر به دست آمده بر مبنای نتایج آزمایشگاهی 50 درصد طول مهار موثر پیش بینی شده توسط آیین نامه ی aci 440.2r است. هم چنین نتایج آزمایش های برش مستقیم بر روی نمونه های شیار دار، بیان گر آن است که استفاده از روش شیار زنی، مقاومت اتصال ورق های cfrp به بتن را به شدت افزایش می دهد؛ چرا که در نمونه های مذکور پدیده ی نامطلوب جدا شدگی به طور کلی حذف شده و گسیختگی نمونه ها با پارگی ورق cfrp همراه است.

مواد جایگزین سیمان از جمله میکرو سیلیس و نانو سیلیس با مصرف هیدروکسید کلسیم می توانند باعث کاهش خوردگی بتن به وسیله ی حمله ی اسید سولفوریک شوند. همچنین استفاده از این مواد جایگزین باعث کاهش نفوذپذیری بتن در شبکه ی سیمانی می شود و در نتیجه بتنی مقاوم تر به حمله ی اسید تولید می شود. از آنجا که دوام، عامل اصلی در پدید آمدن بتن خود تراکم است، خوردگی این بتن در فاضلاب ها به علت تهاجم اسید سولفوریک سدی بزرگ در رشد روزافزون این بتن است. با توجه به این مطالب در این پژوهش عملکرد بتن خود تراکم، در محیطی اسیدی با استفاده از میکرو سیلیس و نانو سیلیس بررسی شده است. ده طرح اختلاط به صورت جداگانه و ترکیبی از میکرو و نانو سیلیس ساخته شد و نتایج حاکی از عملکرد مناسب تر ترکیب %5 میکرو سیلیس و %1 نانو سیلیس به صورت همزمان می باشد.

تعمیر و تقویت اعضای سازه ای در زمینه های مختلف، به منظور جلوگیری از آسیب های احتمالی امری ضروری است. یکی از روش های رایج برای تقویت خارجی اعضای بتن آرمه از جمله ستون ها، محصورسازی این اعضا توسط کامپوزیت های frp می باشد. بر اساس تحقیقات انجام گرفته در این زمینه، هنگامی که کامپوزیت frp به صورت دورپیچ چسبیده به بتن، برای محصور سازی ستون ها به کار رود، از تمامی ظرفیت کششی آن استفاده نمی شود؛ به طوری که frp در کرنشی بسیار کمتر از مقدار ظرفیت کششی گزارش شده طبق آزمایش نمونه های تخت گسیخته می شود. به علاوه، این پدیده در ستون های با مقطع چهار گوش به علت توزیع غیر یکنواخت فشار محصورکننده روی محیط مقطع و تمرکز تنش در گوشه های آن مورد توجه بیش تری می باشد. تا کنون مطالعات زیادی درجهت بهبود کارایی کامپوزیت در محصور سازی ستون های چهار گوش انجام گرفته است، که در هر یک از آنها سعی شده با کنترل تمرکز تنش در گوشه ها، توزیع یکنواخت تری از تنش های محصور کننده روی محیط ایجاد گردیده و از پارگی frp در نواحی گوشه جلوگیری شود. از این جمله می توان به روش گرد کردن گوشه ها و یا استفاده از نوارهای عمودی frp به عنوان تقویت موضعی در گوشه اشاره نمود. در تحقیق حاضر با توسعه ی روش استفاده از نوارهای frp در گوشه ها، تکنیک جدیدی تحت عنوان استفاده از نوارهای گوشه و بست های frp برای محصور سازی ستون های بتنی چهار گوش، مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش سعی شده که با کاهش انحنای ورقه های frp در حین محصور سازی نمونه و نزدیک نمودن عملکرد آن به نمونه های موجود در آزمایش های تخت، از کارایی کامپوزیت در حد مطلوبی استفاده گردد. به منظور بررسی روش جدید ذکر شده و مقایسه ی آن با سایر روش های محصور سازی موجود، تعداد 25 نمونه ستون بتن آرمه به ارتفاع 500 میلی متر و با دو مقطع مربعی به ابعاد مقطع 133x133 میلی متر و مستطیلی به ابعاد مقطع 160x110 میلی متر، تحت آزمایش فشار تک محوری قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد که استفاده از تکنیک جدید نوار گوشه-بست در محصور سازی ستون، شرایطی را فراهم می سازد که نوارهای بست محصور کننده به صورت کاملاً یکنواخت تحت کشش ناشی از محصور شدگی قرار گیرد؛ بنابر این با ایجاد محصور شدگی یکنواخت در مقطع و همچنین حذف تأثیرات منفی ناشی از تمرکز تنش در گوشه ها، باعث می شود کارایی کامپوزیت محصور کننده به میزان موثری افزایش یابد. در این صورت مقاومت و شکل پذیری نمونه، افزایش قابل ملاحظه ای به ترتیب به میزان 10/3 و 32/3 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده به صورت معمول خواهد داشت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه، تقویت موضعی گوشه های ستون پیش از دورپیچی با نوارهای محصور کننده در روش نوار گوشه-دورپیچ، نیز مانع از پارگی زود هنگام دورپیچ frp در گوشه ها شده و با بهبود کارایی لایه های محصور کننده ی افقی، میزان مقاومت وشکل پذیری نمونه را به مقدار قابل توجه و به ترتیب به میزان 11/6 و 36/8 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده بدون نوار گوشه افزایش می دهد.

برای تقویت ستونهای بتن آرمه، میتوان از پوششهای کامپوزیتی frp به دور ستون استفاده کرد. بیشترین کاربرد این پوششها به صورتی است که الیاف کامپوزیت کاملاً یا به صورت عمده در جهت عمود بر محور طولی ستون یا جهت حلقوی قرار گیرند. اما میتوان با استفاده از کامپوزیت frp با الیاف طولی نیز مقاومت ستون را افزایش داد. در صورتی که در تقویت ستون، از کامپوزیت با الیاف در راستای طولی استفاده شود، این کامپوزیت با تحمل قسمتی از تنش فشاری وارد بر ستون، موجب افزایش ظرفیت باربری محوری ستون میگردد. یکی از دلایل عدم کارکرد مناسب کامپوزیت frp تحت تنش های فشاری، وقوع پدیده ی کمانش در آن است. در ستون های تقویت شده با کامپوزیت طولی، کمانش ورق کامپوزیت، موجب جدا شدن آن از سطح بتن میگردد. از طرفی توسعه و بررسی روش جدید شیار زنی به عنوان جایگزینی برای روش آماده سازی سطحی متداول، نشانگر توانایی این روش در به تأخیر انداختن یا کنترل پدیده ی جدا شدگی frp از سطح بتن در تیرهای بتنی و بتن آرمه است. لذا در این تحقیق، از روش شیار زنی در تقویت ستون های بتن آرمه با کامپوزیت frp با الیاف قائم استفاده شد تا تأثیر آن در به تأخیر انداختن کمانش و جداشدگی frp از سطح بتن بررسی و مطالعه شود. همچنین در این بررسی، تنش های فشاری به وجود آمده در frp تعیین شد و با ظرفیت کششی آن مقایسه گردید. به منظور دستیابی به اهداف تحقیق، تعداد 29 عدد ستون بتن آرمه به ارتفاع 500 میلی متر تحت بارگذاری محوری خالص قرار گرفت؛ که 24 ستون دارای مقطع دایروی به قطر 150 میلی متر، و 5 ستون نیز دارای مقطع مربعی شکل به طول ضلع 133 میلی متر بودند. نتایج آزمایش ها نشان داد به کار گیری روش شیار زنی موجب افزایش ظرفیت باربری ستون تقویت شده با کامپوزیت طولی میگردد. ظرفیت نمونه ی تقویت شده با یک لایه کامپوزیت قائم به روش شیار زنی با تکنیک نصب خارجی ورق بر روی شیار به میزان 14 درصد افزایش پیدا کرد. این در حالی است که استفاده از روش آماده سازی سطحی تأثیری در افزایش بار حداکثر ستون نداشت. همچنین با مقایسه ی تنش های فشاری به وجود آمده در کامپوزیت بر مبنای الیاف، مشاهده شد که در صورت استفاده از روش شیار زنی، ظرفیت فشاری الیاف کامپوزیت افزایش یافته و تا میزان 50 درصد مقاومت کششی الیاف در آزمایش نمونه های تخت، قابل دستیابی است. همچنین با توجه به این که مقاومت نمونه های واقعی در کشش از مقاومت نمونه های کوپن کمتر میباشد، میتوان نتیجه گرفت که ظرفیت قابل استحصال الیاف در frp، در فشار بسیار قابل ملاحظه بوده است؛ به طوری که در ستون های دایروی تقویت شده به روش نصب ورق بر روی شیار، حدوداً 80 درصد مقاومت کششی الیاف در نمونه های واقعی، به صورت تنشهای فشاری قابل استحصال بود.

امروزه استفاده از کامپوزیت های frp در صنعت ساختمان، به دلیل ویژگی های خاص آن از جمله مقاومت کششی بسیار زیاد، اجرای آسان، وزن بسیار کم و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مورد توجه محققین و مهندسین قرار گرفته است. یکی از روش های متداول تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه با استفاده از کامپوزیت های frp، روش نصب سطحی (ebr) می باشد. مهم ترین ایراد این روش، که استفاده از آن را تحت تأثیر قرار داده است، جدا شدگی ورق frp از وجه کششی تیر بتنی در هنگام بارگذاری، و در نتیجه شکست زود رس و غیر اقتصادی عضو سازه ای می باشد. یکی از راه کارها، استفاده از مهارهای u شکل در دو انتهای نمونه و یا در سراسر تیرهای بتن آرمه می باشد. مهارهای u شکل متداول علاوه بر این که سبب تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه می گردند، بلکه می توانند جدا شدگی ورق frp موجود در وجه کششی را نیز به تعویق انداخته و در مواردی حذف نمایند. یکی از معایب روش مهارهای u شکل متداول در کنترل پدیده ی نامطلوب جدا شدگی ورق frp طولی این است که به دلیل عدم تماس مستقیم مهار در محل برخورد با ورق طولی با سطح کششی تیر، با جدا شدن ورق طولی از این سطح، مهارها نمی توانند به صورت مناسبی مانع از این پدیده گردند و ظرفیت باربری نمونه افزایش چندانی نمی یابد. هدف از تحقیق حاضر، ارائه ی روشی ارتقا یافته با بهره بردن از مزایای روش مهارهای uشکل متداول و حذف نقاط ضعف آن می باشد؛ به این صورت که به منظور کنترل تنش های برشی و عمودی موجود بین سطح کششی بتن و ورق frp طولی و هم چنین ایجاد سطح تماس مستقیم بین مهارهای u شکل و وجه کششی نمونه، مهارهای u شکل در نقاط برخورد با ورق طولی، به صورت تار و پودی از آن ها گذر می کنند. این روش با نام مهارهای تار و پودی (wws) معرفی گردید و نتایج نسبتاً خوبی به دنبال داشت. به منظور پیش برد اهداف تحقیق، تعداد 23 عدد تیر بتنی مسلح با ابعاد 1400×160×120 میلی متر ساخته شد و به روش های مختلف توسط frp تقویت گردید. تیرها سپس تا لحظه ی گسیختگی نهایی تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه ای قرار گرفتند. نتایج نشان داد که روش wws با در نظر گرفتن مکانیسم های گسیختگی ورق frp از وجه کششی نمونه، نسبت به دیگر روشهای تقویت خمشی مانند ebr و مهارهای u شکل متداول عملکرد بسیار مطلوب تری از خود نشان می دهد و در بسیاری از موارد با حذف کامل پدیده ی نامطلوب جداشدگی و پارگی ورق طولی، سبب افزایش باربری و شکل پذیری نمونه ها گردید.

ساختمان های بنایی از جمله ساختمان های سنتی به شمار می آیند که در سراسر دنیا موجود می باشند. گر چه این ساختمان ها قرن-هاست که مورد استفاده قرار گرفته اند، لیکن هم چنان به دلیل تنوع عوامل متفاوت در ساختار ساختمان بنایی، در تحلیل سازه ای به عنوان یک مسئله ی پیچیده به شمار می آیند. مصالح بنایی، ارتوتروپ بوده و از نقطه نظر سازه ای به علت وجود ترکیبی از ملات و آجر، یک ماده نا همگن تلقی می گردند. دیوارها که اصلی ترین عضو باربر و مقاوم ساختمان های بنایی غیر مسلح محسوب می-شوند، به دلیل جرم زیاد، در پاسخ به نیروهای جانبی زلزله از لختی بالایی برخوردار بوده و در زمان وقوع زلزله بسیار شکننده و آسیب پذیر رفتار می کنند. شکنندگی و آسیب پذیری دیوارهای بنایی، سازه را به سرعت به سمت فروپاشی رهنمون می سازد. جهت مطالعه ی رفتار دیوارهای بنایی و نیز بررسی روش های مقاوم سازی آن ها، مدل سازی، علاوه بر مطالعات آزمایشگاهی ضرورت می یابد. در این پژوهش انواع روش های مدل سازی دیوارهای بنایی به طور اختصار ذکر شده و از میان این روش ها، روشی کارآمد و سریع برای حل اجزا محدود دیوارهای بنایی ارائه شده است. مدل استفاده شده در این پژوهش، مدل آسیب دیده ی خمیری بتن در نرم افزار abaqus می باشد. این مدلاز جمله روش های ماکرو در مدل سازی سازه های بنایی محسوب می شود. در علم مدل سازی سازه های بنایی، مدل های هموژن و ماکرو با فرض ایزوتوپ بودن ماده ی بنایی، به دلیل سادگی و صرفه جویی در زمان حل اجزا محدود، از اهمیت بسزایی برخوردار هستند. در این تحقیقبا معرفی تغییرات انجام شده در پارامترهای پلاستیسیته ی بتن، امکان استفاده یمدل آسیب دیده ی خمیری بتن برای مدل سازیسازه های بناییفراهم آمده است.علاوه بر مدل سازی دیوارهای بنایی غیر مسلح، از المان های چسبنده نیز برای مدل سازی رفتاری دیوارهای بنایی تقویت شده با نوارهای کامپوزیتیfrpاستفاده شده است. نتایج به دست آمده انطباق قابل قبولی را در نتایج مدل سازی و نتایج آزمایشات سایر محققین نشان می دهد. معمولاً در روش-های سنتی از نوارهای تقویتیfrp با آرایش افقی و قطری برای تقویت دیوارهای بنایی استفاده می شود. در این تحقیق با استفاده از روش بست و بند و بهینه یابی توپولوژی، الگویی مناسب برای تقویت دیوارهای بنایی تحت بارهای مونوتونیک درون صفحه ای قائم و افقی ارائه شده است.نتایج بدست آمده از مقایسه ینتایج روش های سنتی تقویت دیوارهای بنایی و روش پیشنهادی ارائه شده در این پایان نامه نشان می دهد که الگوی حاصل از روش های بهینه یابی توپولوژی برای تقویت دیوارهای باربر بنایی به صورت کلی از ظرفیت باربری و شکل پذیری بیشتری نسبت به سایر روش های تقویت برخوردار است.این نتایج نشان می دهد که الگوی تقویت دیوار بسته به نسبت بار افقی به بار قائم (?) وارده بر دیوار بنایی، متغیر است. در این تحقیق افزایش ظرفیت باربری در نمونه ی تقویت شده با روش تقویت قطری سنتی و هم چنین روش پیشنهادی حاضر نسبت به دیوار تقویت نشده برای?=2، به ترتیب 106 و 119 درصد حاصل شده است.

تعمیر و تقویت اعضای سازه ای در موارد مختلف، به منظور جلوگیری از آسیب های احتمالی امری ضروری است. یکی از روش های رایج برای تقویت خارجی اعضای بتن آرمه از جمله ستون ها، محصور سازی این اعضا توسط کامپوزیت های frp می باشد. بر اساس تحقیقات انجام گرفته در این زمینه، هنگامی که کامپوزیت frp به صورت دورپیچ چسبیده به بتن، برای محصور سازی ستون ها به کار می رود، از تمامی ظرفیت کششی آن استفاده نمی شود؛ به طوری که frp در کرنشی بسیار کمتر از ظرفیت کششی گزارش شده طبق آزمایش نمونه های تخت گسیخته می شود. به علاوه، این پدیده در ستون های با مقطع چهار گوش به علت توزیع غیر یک نواخت فشار محصور کننده روی محیط مقطع و تمرکز تنش در گوشه های آن مورد توجه بیشتری می باشد. تا کنون مطالعات زیادی در جهت بهبود کارایی کامپوزیت در محصور سازی ستون های چهار گوش انجام گرفته است، که در هر یک از آن ها سعی شده با کنترل تمرکز تنش در گوشه ها، توزیع یک نواخت تری از تنش های محصور کننده روی محیط ایجاد گردیده و از پارگی frp در نواحی گوشه جلوگیری شود. از این جمله می توان به استفاده از نوارهای گوشه frp اشاره نمود. در تحقیق حاضر با گسترش روش استفاده از نوارهای frp در گوشه ها، تکنیک جدیدی تحت عنوان استفاده از نوارهای گوشه و بست های frp برای محصور سازی ستون های بتن آرمه ی چهار گوش، مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش سعی شده که با کاهش انحنای ورقه های frp در حین محصور سازی نمونه و نزدیک نمودن عملکرد آن به نمونه های موجود در آزمایش های تخت، از کارایی کامپوزیت در حد مطلوب استفاده گردد. به منظور بررسی رفتار محوری و خمشی ستون در روش جدید ذکر شده و مقایسه ی آن با سایر روش های محصور سازی موجود، تعداد 42 نمونه ستون بتن آرمه به ارتفاع 500 میلی متر و با دو مقطع مربعی به ابعاد مقطع 133*133 میلی متر و مستطیلی به ابعاد مقطع 160*110 میلی متر، تحت بار محوری با خروج از مرکزیت های صفر، 30، 60، 90 و 120 میلی متر قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که استفاده از تکنیک جدید نوار گوشه-بست در محصور سازی ستون، شرایطی را فراهم می سازد که نوارهای بست محصور کننده به صورت کاملاً یک نواخت تحت کشش ناشی از محصور شدگی قرار گیرد؛ بنابراین با ایجاد محصور شدگی یک نواخت در مقطع و همچنین حذف تأثیرات منفی ناشی از تمرکز تنش در گوشه ها باعث می شود کارایی کامپوزیت محصور کننده به میزان موثری در تمامی خروج از مرکزیت ها افزایش یابد. در این صورت در خروج از مرکزیت صفر، مقاومت و شکل پذیری نمونه، افزایش قابل ملاحظه ای به ترتیب به میزان 1/11 و 8/42 درصد نسبت به نمونه ی دورپیچ شده به صورت غیر پیوسته در ارتفاع خواهد داشت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده با افزایش خروج از مرکزیت بار، میزان افزایش ظرفیت باربری ستون کاهش می یابد. به طوری که میزان افزایش باربری برای خروج از مرکزیت صفر، 60، 90 و120 به ترتیب به میزان 4/42، 4/40، 6/31 و 8/21 درصد نسبت به نمونه ی شاهد می باشد.

از مهم ترین مسایل مربوط به بتن، مسئله ی دوام آن در محیط های خورنده از جمله محیط سولفاتی است. با قرار گیری بتن در محیط-های حاوی یون سولفات، فرآیند خوردگی آغاز شده و به تدریج جسم بتن به طور جدی مورد تهاجم قرار می گیرد؛ به طوری که محیط سولفاته با کاهش دوام بتن سبب تخریب زود هنگام سازه های بتنی می شود. تحقیقات فراوانی در راستای افزایش دوام بتن در معرض محیط های سولفاتی انجام شده و راه کارهای متفاوتی پیشنهاد شده است. از طرفی در مطالعات اخیر از باکتری هادر پر کردن خلل و فرج و بهبود ویژگی های بتن استفاده شده و ثمر بخش بودن این روش توسط محققین تأیید و بر لزوم گسترش مطالعات در این زمینه تأکید شده است. هم چنین از آن جا که خلل و فرج بتن موجب نفوذ یون های مهاجم از جمله سولفات و کلر به جسم بتن می شود، بر آن شدیم تا طی یک پژوهش تجربی و با ساخت نمونه های آزمایشگاهی میزان اثر بخشی استفاده از باکتری را در بهبود دوام بتن در معرض محیط سولفاته بسنجیم. در راستای دست یابی به اهداف تحقیق، دو دسته نمونه در حالت کلی طرح ریزی و ساخته شد. در دسته ی اول نمونه ها از دو گونه باکتری در ساخت نمونه های بتنی استفاده شد؛ به طوری که به تفکیک گونه ی باکتری و غلظت سوسپانسیون باکتری به کار رفته در ساخت بتن، 7 گروه نمونه ی بتنی مکعبی ساخته و در محیط محلول سولفات منیزیم اشباع قرار داده شد. لازم به ذکر است که در دسته ی اول نمونه ها هر گروه شامل 18 نمونه مکعبی می باشد که نیمی از این تعداد به عنوان نمونه های شاهد در آب خالص قرار گرفتند. در دسته ی دوم، نمونه های بتنی تحت اصلاح سطحی با استفاده از محلول حاوی باکتری قرار گرفت. در این دسته، از سه گونه باکتری در اصلاح سطحی بتن استفاده شد؛ به طوری که با توجه به گونه ی باکتری به کار رفته در محلول، 4 گروه نمونه ی بتنی مکعبی ساخته شد. جدای از نمونه های ساخته شده برای تعیین مقاومت 28 روزه، هر یک از این گروه ها شامل 12 نمونه می باشد که نیمی از آن ها در محیط سولفات منیزیم اشباع و بقیه به عنوان نمونه ی شاهد در آب خالص مستغرق شدند. به منظور بررسی بهبود دوام بتن در معرض محیط سولفاته در هر دو دسته نمونه از اندازه-گیری پارامترهای مربوط به دوام بتن های ساخته شده استفاده گردید. هم چنین برای بررسی میزان نفوذ پذیری بتن حاوی باکتری در برابر یون کلرید، 7 گروه نمونه ی بتنی استوانه ای در دسته ی اول و 4 گروه نمونه ی بتنی استوانه ای در دسته ی دوم نمونه ها ساخته شد تا تحت آزمایش قرار گیرند. نتایج آزمایش ها در دسته ی اول نمونه ها نشان می دهد که استفاده از باکتری در ساخت بتن اثرات مثبتی بر بهبود دوام نمونه های در معرض سولفات داشته است. نتایج آزمایش ها در دسته ی دوم نمونه ها بیان گر این مطلب است که اصلاح سطحی بتن با استفاده از باکتری جذب آب بتن را کم می کند. تمامی این موارد نشان گر امکان بهبود دوام بتن در معرض محیط سولفاتی با استفاده از باکتری است. هم چنین میزان نفوذ یون کلرید به گروه های حاوی باکتری در هر دو دسته نمونه از گروه های بدون باکتری کم تر بوده است.

یکی از مشکلاتی که در بعضی موارد باعث محدود شدن کاربرد بتن می گردد، ترد بودن و عدم شکل پذیری این ماده می باشد. بتن معمولی بعد از رسیدن به ظرفیت نهایی خود و ترک خوردگی متلاشی می شود و قابلیت تحمل بار خود را از دست می دهد. به همین دلیل تا کنون محققین با افزودن مواد متنوعی به بتن سعی کرده اند تا بر این مشکل غلبه کنند. افزودن الیاف به بتن، این ماده را در مقابل بارهای بعد از ترک خوردگی مقاوم می کند و باعث افزایش شکل پذیری در بتن می گردد. در این تحقیق با توجه به شکل پذیری بالای لاستیک و پلی استایرن، برای افزایش جذب انرژی بتن از این دو ماده استفاده شده است. با جای گزین کردن درصدهای مختلفی از ریزدانه های موجود در بتن معمولی با پودر لاستیک هایی با اندازه های 8/0-15/0 و 18/1-3/0 میلی متر و دانه های پلی استایرن با گستره ابعاد 75/4-18/1 و 35/6-36/2 میلی متر و همچنین با جای گزین کردن درشت دانه های سنگی موجود در بتن معمولی با خرده لاستیک های با اندازه های 5/9-75/4 و 5/12-75/4 و 19-75/4 میلی متر تأثیر میزان، نوع و اندازه این دانه ها بر روی شکل پذیری بررسی شد. علاوه بر تعیین میزان شکل پذیری، کارایی، وزن واحد حجم، مقاومت فشاری و مقاومت خمشی این بتن هانیز مورد ارزیابی قرار گرفت. به همین منظور 336 نمونه مکعبی و 168 نمونه منشوری ساخته و آزمایش شدند. جهت تعیین شکل پذیری از آزمایش طاقت خمشی مطابق با استانداردهای astm c1018 و ژاپن استفاده گردیده است. نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که تمام بتن های حاوی لاستیک بعد از رسیدن به بار نهایی و وقوع ترک خوردگی، تحت بارهای کم تر به باربری ادامه داده و تقریباً دچار گسیختگی کامل نشدند. نتایج هم چنین نشان دادند که شاخص طاقت i50 تا مقدار 35 و فاکتور مقاومت پس ماند تا 70 درصد در نمونه های حاوی دانه های لاستیکی افزایش یافت.

تقویت تیرهای سراسری در قاب های بتن مسلح یکی از مطالب مهم جهت مرمت این گونه سازه ها به شمار می رود. بازتوزیع لنگر از جمله ویژگی های مهم اعضای خمشی سراسری است؛ زیرا با رسیدن لنگر به حد نهایی در یک نقطه از تیر، مفصل پلاستیک درآن نقطه تشکیل می شود. وجود شکل پذیری کافی، شرایط لازم را برای بازتوزیع لنگر و تنش در سایر نقاط تیرهای قاب فراهم آورده و سبب می شود که در آن نقاط نیز تنش ها به حد نهایی برسند. رساله حاضر به بررسی امکان افزایش شکل پذیری و بازتوزیع لنگر در قاب های سراسری بتن آرمه تقویت شده با ورق های cfrp می پردازد. برای این منظور، 11 نمونه قاب سراسری، مشتمل بر 2 قاب کنترلی و 9 قاب تقویت شده، با در نظر گرفتن متغیرهای میزان فولاد طولی تیر، و میزان و چگونگی آرایش ورق تقویت مورد آزمایش قرار گرفتند. قاب ها با توجه به فولاد گذاری طولی تیرهای آن، به دو دسته a و b تقسیم شدند. تیر قاب های دسته a شامل فولاد کششی و فولاد فشاری در ناحیه وسط دهانه و مجاور ستون؛ و تیر قاب های دسته b شامل فولاد کششی و فولاد فشاری در ناحیه وسط دهانه، و فولاد کششی و فولاد فشاری در ناحیه مجاور ستون بودند. با توجه به محدودیتی که وجود ستون میانی در نصب پیوسته ورق تقویت ناحیه لنگر منفی قاب ها ایجاد می نمود، پخ کوچکی در گوشه فوقانی اتصال تیر- ستون به وجود آورده و تقویت این ناحیه به صورت l شکل انجام شد. برای جلوگیری از جدا شدگی انتهایی و جدا شدن ورق تقویت در محل پخ اتصال تیر- ستون، در تمام قاب های تقویت شده، از مهار u شکل cfrp، و در قاب های آخر هر دسته، علاوه بر مهار u شکل، از مهار مکانیکی تسمه و پیچ فولادی در طول ورق تحتانی، و در محل پخ گره اتصال استفاده گردید. بررسی بر روی نتایج آزمایشگاهی نشان داد که ظرفیت باربری در قاب های دسته a و b، بسته به میزان و نحوه آرایش ورق تقویت، و استفاده یا عدم استفاده از مهار مکانیکی تسمه و پیچ فولادی، به ترتیب 16% الی 33% و 22% الی 38% نسبت به قاب کنترلی نظیرشان رشد داشته است. ظرفیت خمشی وجه ستون و وسط دهانه قاب های تقویت شده نیز به ترتیب تا میزان حداکثر 20% و 58% نسبت به قاب تقویت نشده نظیر خود رشد نموده؛ و لذا تقویت خمشی در ناحیه وسط دهانه قاب های تقویت شده به مراتب موثرتر از ناحیه مجاور ستون بوده است. شکل پذیری در قاب های تقویت شده بدون مهار مکانیکی تسمه و پیچ فولادی، با توجه به محاسبه ضریب شکل پذیری انحنایی، 5/1 تا 2/2 برابر نسبت به قاب کنترلی کاهش یافت؛ و در قاب تقویت شده همراه با مهار مکانیکی تسمه و پیچ فولادی نیز کاهش بیش تری تا 5/1 برابر نسبت به قاب تقویت شده بدون مهار پیدا نمود. نکته دیگر آن که در تمام قاب های تقویت شده، به میزان 20% تا 56% بازتوزیع لنگر مشاهده شد. میزان بازتوزیع لنگر در قاب های تقویت شده ای که فقط در ناحیه تحتانی وسط دهانه تقویت شده بودند، بیش از قاب های تقویت شده در هر دو ناحیه وسط دهانه و مجاور ستون؛ و در قاب های تقویت شده با تعداد چهار لایه ، بیش از قاب تقویت شده با دو لایه به دست آمد. در مرحله بعد علاوه بر 11 نمونه تجربی، با در نظر گرفتن متغیرهای نوع ورق cfrp، نوع تنش تسلیم فولاد و مقاومت فشاری بتن، 77 نمونه دیگر در نرم افزار ansys مدل سازی و تحلیل غیر خطی شدند. نتایج حاصل از تحلیل های مزبور نشان داد که استفاده از ورق cfrp نوع قوی تر، سبب افزایش 15/1 تا 70/1 برابر در ضریب شکل پذیری انحنایی، و 05/1 تا 30/1 برابر در میزان بازتوزیع لنگر قاب های تقویت شده می شود. حال آن که استفاده از فولاد با تنش تسلیم بزرگ تر، به کاهش10/1 تا 80/1 برابر در ضریب شکل پذیری و 03/1 تا 25/1 برابر در بازتوزیع لنگر منتهی خواهد شد. به کار بردن بتن با مقاومت فشاری بزرگ تر نیز، سبب کاهش ضریب شکل پذیری انحنایی و بازتوزیع لنگر، به میزان حدود 02/1 تا 30/1 برابر گردید. در این تحقیق، هم چنین روابطی با استفاده از روش صلبیت خمشی و انتخاب صلبیت های خمشی مناسب ترک نخورده و ترک خورده در نواحی وسط دهانه و مجاور تکیه گاه، برای تخمین بازتوزیع لنگر در قاب های سراسری تقویت شده توسعه داده شد. مقادیر بازتوزیع لنگر حاصل از روابط مزبور، انطباق مناسبی را با نتایج آزمایشگاهی حاضر و نتایج تحلیلی موجود نشان داد.

بهسازی سازه های بتن آرمه با استفاده از الیاف پلیمری مسلح شده (frp) امروزه به عنوان یک شیوه ی کارآمد در سراسر جهان مورد استفاده می باشد. دلیل این امر را می توان در حصول اثرات مقاومتی خوب در ازای زحمت کمتر جستجو کرد. هم چنین امکان اجرای پروژه ی مقاوم سازی بدون تغییر در ظاهر و ابعاد سازه از دیگر مزایای این روش می باشد. با این حال در هنگام مقاوم سازی یک سازه با استفاده از مصالح frp بصورت غیر پیش تنیده، اغلب استفاده ی کامل از ظرفیت مصالح frp امکان پذیر نیست. دلیل این امر مستقیماً به وجود یک توزیع کرنش، ناشی از بارهای مرده یا سایر بارهای غیرقابل حذف در طول مقاوم سازی، مربوط است. این حقیقت منجر به تسلیم فولادهای مسلح کننده ی مقطع و یا خرد شدن بتن در ناحیه ی فشاری، قبل از کامل شدن ظرفیت باربری مصالح frp می شود. با پیش تنیده کردن مقاوم کننده های frp امکان استفاده ی سطح بالاتری از این مصالح فراهم می گردد. این پایان نامه تحقیقی در مورد مقاوم سازی تیرهای بتنی با استفاده از مصالح پیش تنیده ی cfrp که در شیارهایی که از قبل در پوشش بتنی تیرها ایجاد شده اند کار گذاشته می شوند، می باشد. این روش چسباندن مقاوم کننده ها که روش نصب در نزدیک سطح (nsm) نامیده می شود، دارای مزایای زیادی بوده و در مقایسه با روش چسباندن مصالح frp روی سطح خارجی اعضا، امکان انتقال موثرتر تنش های نرمال و برشی، بین مقاوم کننده ها و سازه را فراهم می کند. پایان نامه حاضر به بررسی تغییرات مقاومت، شکل پذیری و سرویس دهی تیرهای بتنی مقاوم شده با استفاده از تسمه های nsm cfrp پیش تنیده اختصاص دارد. بدین منظور پنج عدد تیر ساده ی بتنی در مقیاس واقعی ساخته و در آزمایشگاه سازه ی دانشگاه صنعتی اصفهان، مورد آزمایش قرار گرفتند که یکی از آن ها به عنوان نمونه ی مبنا نگه داشته شد، و مابقی بوسیله ی تسمه ی cfrp در تمامی طول خود تقویت گردیدند. در میان نمونه های مقاوم شده نیز، یک نمونه غیر پیش تنیده بوده و سایر تیرها تحت اعمال نیروی پیش تنیدگی تا حدی که در تسمه ها کرنش پیش تنیدگی برابر 5، 20 و 30 درصد کرنش نهایی اسمی آنها ایجاد شود، قرار گرفتند. تمامی نمونه ها که با فولاد کششی به میزان b?5/0 تسلیح شده بودند، تحت سیستم بارگذاری سه نقطه ای آزمایش شدند. نتایج آزمایش ها حاکی از آن است که مقدار ظرفیت باربری نهایی تیرهای تقویت شده در مقایسه با تیر مبنا، در نمونه ی غیر پیش تنیده به میزان 10 درصد و در نمونه های پیش تنیده از 5/11 تا 15 درصد رشد داشته است. هم چنین این نتایج تأثیر قابل توجه سطح پیش تنیدگی اعمالی بر بالا رفتن مقادیر بار ترک خوردگی و بار تسلیم نمونه ها را نشان می دهند. بار ترک خوردگی در نمونه های تقویت شده ی پیش تنیده 17 تا 45 درصد و بار تسلیم فولادهای کششی در آن ها 5/5 تا 9 درصد نسبت به نمونه ی مبنا افزایش داشته است. در کنار بار ترک خوردگی بالاتر، ترک های ایجاد شده در نمونه های تقویت شده ی پیش تنیده دارای عرض و عمق کمتر و نیز توزیع محدودتر بوده اند. این در حالی است که رفتار نمونه ی تقویت شده ی غیر پیش تنیده در خصوص بار ترک خوردگی، بار تسلیم و مشخصات ترک ها نزدیک به نمونه ی مبنا بوده است. قابل ذکر است که شکست نمونه های پیش تنیده متناظر با خیزهای کوچک تری در مقایسه با نمونه ی مبنا و نمونه ی غیر پیش تنیده رخ داده است. دلیل این امر استفاده از بخشی از ظرفیت کرنشی تسمه های cfrp در حین اعمال پیش تنیدگی می باشد. به عنوان بخش دیگری از این تحقیق، سعی شد تا با تلفیق روابط لنگر- انحناء و مفاهیم بتن پیش تنید ه، یک روش ارزیابی تحلیلی برای پیش بینی رفتار و میزان مقاومت نمونه های تقویت شده توسعه داده شود. مقایسه ی نتایج آزمایشگاهی با نتایج حاصل از این ارزیابی تحلیلی نشان داد که شیوه ی ارزیابی به کار رفته تنها در خصوص ارایه ی رفتار کلی نمونه ها تا قبل از رسیدن به ناحیه ی غیر ارتجاعی سودمند می باشد.

الیاف کربن پلیمری مسلح یا cfrp، دریچه ی جدیدی را برای مقاوم سازی یا تعمیر اعضای بتنی که تحت بارگذاری زیاد، ضربه، خوردگی، آتش سوزی و یا نشست آسیب دیده اند، فراهم آورده است. یکی از روش های راحت و اثبات شده که در دهه های اخیر برای افزایش ظرفیت برشی تیرهای بتنی مسلح بسیار مورد استفاده قرار می گیرد؛ چسبانیدن ورقcfrp به صورت قائم یا مورب در اطراف تیر است؛ اما به دلیل این که ضریب پوآسون ورق های cfrp با بتن تفاوت زیادی دارد؛ جدا شدگی صفحات تقویتی از بتن تسریع می شود. آماده نمودن متعارف سطحی بتن جهت اتصال مناسب بین بتن و ورق تا حدی می تواند این جدا شدگی را به تعویق بیاندازد؛ اما در برخی از شرایط، به دلیل هزینه ی زیاد، مقیاس سازه، نوع سطح مورد نظر، دسترسی سخت و نیز آلاینده بودن زیاد روش، امکان استفاده از آماده سازی متعارف سطح وجود ندارد و باید از روش های جایگزین استفاده کرد. هر چند بازه ی استفاده از کامپوزیت های cfrp در تقویت سازه ها چندان زیاد نیست؛ ولی تحقیقات گسترده ای به منظور شناخت رفتار تیرهای تقویت شده با این کامپوزیت ها صورت گرفته است. محققین تاکنون تا 30 حالت (مود) گسیختگی برای تیرهای بتن آرمه ی تقویت شده با cfrp معرفی کرده اند. یکی از عوامل موثر در وقوع جدا شدگی، تنش های ایجاد شده بین ورق cfrp و تیر بتنی می باشد. با افزایش سطح تماس بین cfrp و بتن می توان تا حد زیادی جدا شدگی را به تعویق انداخت. با توجه به نتایج بسیار مطلوبی که تاکنون از روش شیارزنی در به تأخیر انداختن یا کنترل پدیده ی جدا شدگی cfrpاز سطح بتن در تیرهای بتنی مشاهده شده است، در این تحقیق روش شیارزنی برایبررسی تاثیر این روش در به تاخیر انداختن پدیده ی جدا شدگی تقویت و افزایش سهم آن در ظرفیت برشی مورد مطالعه قرار می-گیرد. برای رسیدن به اهداف تحقیق تعداد 15 نمونه ی آزمایشگاهی تیر بتنی به ابعاد 120*160*1400 میلی متر مورد بررسی قرار گرفتند. به جهت صرفه جویی در مصالح و نیز افزایش تعداد آزمایش ها با تیرهای موجود، از سیستم تقویت خارجی با قوطی فولادی به منظور شکست برشی یک تیر در چندین دهانهاستفاده شده است تا این که امکان بارگذاری هر تیر در چند مرحله با سیستم های متفاوت تقویت وجود داشته باشد.برای بارگذاری تیرهای تحقیق،سیستم بارگذاری 3 نقطه ای و 4 نقطه ای استفاده شد و برای این که امکان مقایسه ی نتایج حاصل از آزمایش ها وجود داشته باشد؛ طول دهانه ها ی تحت برش در تمام آزمایش ها برابر با 340 میلی متر در نظر گرفته شد. طراحی تیرها و تقویت ها بر اساس aci 440.2r-08 و aci 318-05 به گونه ای انجام شدند تا شکست برشی حادث شود. نمونه-های مورد آزمایش در این تحقیق شامل نمونه های بدون تقویت، تقویت شده با روش آماده سازی سطحی، تقویت شده با روش نصب خارج شیار، تقویت شده با روش نصب داخل شیار و روش نوین نصب تقویت نزدیک سطح با استفاده از الیاف کربن می شدند که دو روش آخر برای نخستین بار برای تقویت برشی تیرهای بتنی مورد استفاده قرار گرفتند و بخش مهمی از مطالعات را نیز تشکیل می دادند. نصب تقویت های برشی به صورت قائم یا مورب نسبت به محور تیر و نیز الگوی اتصال، شامل اتصال 2 طرفه، u شکل و دورپیچ نیز از جمله پارامترهای مورد مطالعه در این تحقیق بودند. نتایج حاصل شده نشان دادند که استفاده از روش شیارزنی برای نصب تقویت باعث افزایش ظرفیت باربری و جذب انرژی تیر نسبت به روش آماده سازی سطحی می شود. برای مثال با متوسط گیری نتایج نمونه های تقویت شده با روش های مشابه، این نتیجه حاصل شد که مقاومت کلی نمونه های تقویت شده با روش ebrig حدود 10 درصد رشد را نسبت به مقاومت کلی نمونه های تقویت شده با روش ebr، تجربه کرده است. نتایج همچنین نشان دادند که استفاده از الگوهای اتصال uشکل و دورپیچ نسبت به الگوی اتصال دو طرفه در مهار تقویت نقش به سزایی دارند، به گونه ای که الگوی اتصال u شکل مود شکست جدا شدگی را بسیار به تاخیر می اندازد و الگوی اتصال دورپیچ نیز این مود شکست را به طور کامل حذف می کند. با ترکیب روش و الگوی مناسب نصب، رسیدن به پارگی تقویت برشی نیز میسر شد.

با پیشرفت روزافزون علم مهندسی مواد و پلیمر، استفاده از کامپوزیتهای پلیمری در ساختمانسازی روز به روز در حال افزایش است. دو نوع مهم از کامپوزیتهای ساخته شده از الیاف کربن و شیشه، به دلایلی از قبیل مقاومت بالا، شکلپذیری مناسب و ارزان بودن آنها، بیشترین استفاده را در صنعت ساختمان دارند. از مهمترین کاربردهای این مواد، نقش بالای آن در افزایش مقاومت و شکل پذیری اجزای سازهای به خصوص ستونها میباشد. در سالهای اخیر، تقویت و بهسازی ستونها به عنوان یکی از مهمترین اجزای سازه، موضوع تحقیقات بسیار زیادی بوده است. کامپوزیتها از طریق محصور کردن ستونها و جلوگیری از اتساع جانبی آنها باعث افزایش قابل توجه ظرفیت باربری و شکل پذیری آنها میشوند. امروزه در کنار بررسی روشهای مختلف محصور شدگی ستون و مواد قابل استفاده در محصور شدگی، به مطالعه ی روشهایی پرداخته میشود که از طریق آنها بتوان بیشترین ظرفیت قابل استحصال از کامپوزیتها را کسب نمود. در واقع کامپوزیتهای استفاده شده در ستونها هیچوقت نمیتوانند ظرفیت واقعی خود را در اجرا نیز نشان دهند. این مسئله علاوه بر اینکه مشکلاتی را در طراحی ستونها به وجود می آورد، باعث میشود که انجام طرح از لحاظ اقتصادی نیز با چالشهایی مواجه شود. عوامل مختلفی در کاهش ظرفیت کامپوزیتها موثر هستند؛ از جمله ی مهمترین این عوامل میتوان به تنشهای چند محوره که در طول بارگذاری ستون به کامپوزیت وارد میشود و همچنین انتقال تمرکز تنش از ترکهای ایجاد شده در ستون به frp اشاره کرد. بنابراین چنانچه بتوان با استفاده از روشی اجرایی، مانع از انتقال تمرکز تنش و تنشهای چند محوره به frp شد، میتوان بخش زیادی از ظرفیت از دست رفته ی frp را استحصال نمود. در تحقیق حاضر به منظور استفاده بهینه از ظرفیت کششی frp در راستای افزایش ظرفیت باربری و بهبود رفتار شکل پذیری ستونهای استوانه ای، سعی شده است ضمن کاهش تنشهای دو محوره وارد بر ورق تقویتی از انتقال تمرکز تنش ناشی از ترک خوردگی سطح بتن به ورق تقویتی نیز جلوگیری شود. مواد استفاده شده در این تحقیق به عنوان لایه ی میانی، ورق گالوانیزه به ضخامت 0.13 میلیمتر و لاستیک فشرده با ضخامت یک میلیمتر میباشند که در اندازه های تقریباً مشابه با ورق تقویتی، بریده شده و در زیر آن قرار داده میشوند. به منظور دستیابی به اهداف تحقیق، 27 نمونه ی استوانه ای بتنی مسلح به قطر 150 و ارتفاع 500 میلیمتر، تحت بارگذاری خالص محوری قرار گرفته است. ستونها به روشهای مختلف و توسط الیاف کربن و شیشه تقویت شده بوده اند. در تقویت بعضی از نمونه ها از لایه ی میانی استفاده شده است و بعضی از آنها نیز بدون استفاده از لایه ی میانی و به روش مرسوم تقویت شده اند. در این تحقیق علاوه بر بررسی نوع الیاف، نوع لایه میانی و تأثیر فضای خالی بین سطح بتن و لایه ی میانی، به بررسی اثر تعداد لایه های تقویتی، اثر عرض نوار و همین طور اثر تقویت اضافی در ناحیه میانی ستون پرداخته شده است. نتایج آزمایشها نشان میدهد که استفاده از لایه ی میانی در نمونه های تقویت شده با یک لایه الیاف کربن باعث افزایش 16 درصدی ظرفیت باربری و 53 درصدی جذب انرژی و در نمونه های تقویت شده با یک لایه الیاف شیشه باعث افزایش 17 درصدی ظرفیت باربری و 117 درصدی جذب انرژی نسبت به نمونه ی بدون لایه ی میانی شده است. همچنین مقایسه ی نتایج مختلف به دست آمده از این آزمایشها نشان میدهد که کارایی لایه ی میانی در نمونه های تقویت شده با الیاف شیشه بیشتر از نمونه های تقویت شده با الیاف کربن میباشد.

نقش اصلی دیافراگم های دبل تی تحمل بار های ثقلی قائم است. آن ها همچنین المان های بسیار کلیدی برای انتقال بار های جانبی باد و زلزله به المان های قائم مقاوم جانبی نظیر دیوارهای برشی، بادبندها و... می باشند. با این وصف می توان گفت که دیافراگم ها قسمت افقی سیستم مقاوم جانبی ساختمان را تشکیل می دهند. روش های متداول طراحی این سیستم که در هندبوک طراحیpci ارائه شده است بیشتر مبتنی بر فرض رفتار صلب دیافراگم بدون در نظر گرفتن رفتار اتصالات می باشد. فرض صلبیت درون صفحه ای دیافراگم های کف موجب کاهش درجات آزادی سازه و ساده تر شدن تحلیل می گردد. با این فرض تمامی المان های مقاوم در برابر بار ثقلی مانند ستون ها هر چند که از دیوار های برشی دور باشند تغییر شکل جانبی یکسان خواهند داشت. بی شک زمانی که تغییرشکل درون صفحه ای دیافراگم زیاد باشد استفاده از فرض صلبیت موجب ایجاد خطا در آنالیز انجام شده خواهد شد. در این پایان نامه، رفتار لرزه ای ساختمان های پیش ساخته ای که سقف و کف آن ها به وسیله قطعات پیش ساخته بتنی از نوع دبل تی پوشش داده می شود بررسی شده است. ابتدا به بررسی آزمایشگاهی انواع اتصالات بین پانل های دبل تی پرداخته شده است. با انجام این آزمایشات، خصوصیات این اتصالات نظیر سختی برشی در ناحیه الاستیک مشخص شده است. سه نوع از اتصالات مکانیکی متداول در ایران و همچنین اتصال با بتن رویه بین پانل های دبل تی مورد آزمایش قرار گرفته اند. نیروی اعمال شده به اتصالات، برش خالص درون صفحه ای است. در مرحله بعد، روش مدل سازی ساختمان های پیش ساخته بیان شده است. روش منطقی برای مدل کردن اتصالات بین پانل های دبل تی و المان لبه ای دیافراگم ارائه شده است. در تحقیق حاضر تاثیر شکل پلان، نسبت طول به عرض پلان، تعداد طبقات و نوع اتصال بین قطعات دبل تی بر صلبیت دیافراگم سقف های پیش ساخته بررسی شده است. پس از آن به بررسی تحلیلی تاثیر تغییر شکل های الاستیک درون صفحه ای بر روی رفتار این ساختمان ها در برابر زلزله پرداخته شده است تا خطای ناشی از فرض صلبیت درون صفحه ای مشخص گردد. نتایج نشان می دهند همواره با صلب فرض کردن دیافراگم کف، زمان تناوب اصلی کاهش و برش پایه افزایش می یابد. در حالت کلی با افزایش نسبت طول به عرض پلان و نا منظمی در شکل پلان، خطای ناشی از فرض صلبیت دیافراگم های کف تشدید می شود. افزایش تعداد طبقات و استفاده از بتن رویه برای اتصال قطعات دبل تی نیز موجب کاهش خطاهای ناشی از فرض صلبیت می شود. در نهایت ضوابط برخی آیین نامه های معتبر در مورد صلبیت یا عدم صلبیت دیافراگم کف ساختمان های مورد بررسی، کنترل شده است و مقدار حداکثر خطای مورد قبول هر کدام مشخص گردید.

در سال های اخیر بهسازی، تقویت و ترمیم سازه های ضعیف و خسارت دیده در سطح وسیعی مطرح شده است. از جمله روش های مرمت، تقویت و بهسازی سازه های بتن آرمه، استفاده از ورق های مسلح کننده ی frp می باشد. یکی از مشکلات عمده ی تسلیح خارجی با استفاده از ورق frp، جدا شدگی زودرس و ناگهانی ورق از سطح تیر می باشد. طی چند سال گذشته تحقیقاتی در خصوص پدیده ی جدا شدگی در دانشگاه صنعتی اصفهان آغاز شد که نهایتا منجر به ارائه ی روش نوین شیار زنی (ebrog) به منظور تقویت خمشی و برشی تیرهای بتن آرمه توسط مصالح frp گردید. نتایج حاصله بیان گر آن است که استفاده از این روش تا حد زیادی جدا شدگی ورق را به تاخیر می اندازد و در بعضی موارد امکان پارگی ورق را فراهم می کند. پس از آن روشی ارائه شد که در این روش به منظور افزایش سطح تماس بین ورق تقویتی و تیر بتنی و انتقال نیروی برشی ایجاد شده بین آن ها به لایه های مقاوم تر بتن، ورق frp به طور مستقیم به سطح شیارهای ایجادشده در وجه کششی تیر چسبانده می شود. این روش که ترکیبی از روش های ebr، nsm و ebrog می باشد، روش ebrig نام گذاری شد و نتایج بسیار خوبی در پی داشت. تعریف، ساخت و انجام آزمایش روی نمونه های با مقیاس واقعی، جدای از هزینه های بسیار زیاد اقتصادی، فرآیندی زمان بر محسوب می شود؛ لذا به روشی نیاز است که با استفاده از آن بتوان بار و تغییر مکان نهایی و نیز امکان وقوع جدا شدگی را در روش ebrig، با دقت کافی پیش بینی کرد. از این رو در این مطالعه برای نخستین بار رفتار نمونه های تقویت شده با روش ebrig به صورت مدل اجزای محدود غیر خطی مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین مدلی که قبلا برای روش ebrog ارائه شده بود برای نمونه های کوچک مورد صحت سنجی قرار گرفت. نتایج حاصله، دقت بالای این دو مدل در پیش بینی رفتار تیرهای تقویت شده به روش های شیار زنی را نشان می دهد. در ادامه با توجه به هدف تعریف شده برای این تحقیق 60 تیر تقویت شده به روش ebrig مدل سازی عددی شد. نتایج نشان داد در حالاتی که ضخامت ورق تقویتی زیاد و تعداد ردیف شیار نیز بالا می باشد بهترین حالت برای فاصله ی شیار کم ترین مقدار اجرایی است.

چکیده امروزه استفاده از کامپوزیت های frp جهت تقویت و یا ترمیم انواع عناصر سازه ای به طور چشم گیری گسترش یافته است. ستون های موجود در سازه از اعضای اصلی آن می باشند که بار محوری را با یا بدون لنگر خمشی منتقل می کنند؛ بنابراین مقاوم سازی این اعضا توسط کامپوزیت های frp و ارائه ی راه کارهای جدید جهت بهبود عملکرد آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. برای تقویت ستون های بتن آرمه، می توان از پوشش های کامپوزیتی frp به دور ستون استفاده کرد. بیش ترین کاربرد این پوشش ها به صورتی است که الیاف کامپوزیت کاملاً یا به صورت عمده در جهت عمود بر محور طولی ستون یا جهت حلقوی قرار گیرند. از طرفی، می توان با استفاده از کامپوزیت frp با الیاف در راستای موازی با محور طولی ستون نیز مقاومت ستون را افزایش داد. در صورتی که در تقویت ستون تحت بار محوری خالص از کامپوزیت با الیاف طولی استفاده شود، این کامپوزیت می تواند با تحمل قسمتی از تنش فشاری وارد بر ستون، موجب افزایش ظرفیت باربری ستون گردد. یکی از دلایل عدم کارکرد مناسب کامپوزیت frp تحت تنش های فشاری، وقوع پدیده ی کمانش در آن است. در ستون های تقویت شده با کامپوزیت طولی، کمانش ورق کامپوزیت موجب جدا شدن آن از سطح بتن می گردد. از طرفی، توسعه و بررسی روش جدید شیارزنی به عنوان جای گزینی برای روش آماده سازی سطحی متداول، نشان دهنده ی توانایی این روش در به تأخیر انداختن پدیده ی جدا شدگی frp از سطح بتن در تیرها و ستون های بتنی و بتن آرمه است. با توجه به این که اکثر ستون های موجود در سازه تحت اثر توأم بار محوری و لنگر خمشی می باشند، بررسی رفتار ستون ها تحت بار خارج از محور ضروری به نظر می رسد. در صورتی که از کامپوزیت های طولی در تقویت این ستون ها استفاده گردد، بخشی از کامپوزیت ها تحت کشش قرار گرفته و با مقاومت کششی بالایی که دارند، موجب افزایش باربری نمونه می شوند؛ هم چنین بخشی دیگر از کامپوزیت ها تحت فشار قرار می گیرند، که با به کارگیری روش شیارزنی تا حد زیادی از کمانش آن ها جلوگیری می شود و بنابراین با تحمل فشار، نقش موثری در افزایش باربری نمونه خواهند داشت. لذا در این تحقیق، از روش شیارزنی در تقویت نمونه های بتن آرمه با کامپوزیت frp با الیاف طولی استفاده شد و نمونه ها تحت بار محوری و بار خارج از محور قرار گرفتند تا تأثیر روش شیارزنی در به تأخیر انداختن کمانش و جدا شدگی frp از سطح بتن و در نتیجه افزایش باربری نمونه ها مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این، با توجه به اهمیت شکل پذیری در اعضای سازه ای و از جمله ستون ها، شکل پذیری این نمونه ها نیز مورد بررسی قرار گرفت. به منظور دست یابی به اهداف تحقیق، تعداد 35 عدد نمونه ی بتن آرمه با مقطع دایره ای به قطر 150 میلی متر و ارتفاع 500 میلی متر تحت بارمحوری با خروج از مرکزیت های صفر، 30، 60 و 90 میلی متر و نیز تحت خمش چهار نقطه ای قرار گرفت. در نمونه های مورد بررسی، از روش متداول نصب سطحی و روش شیار زنی در نصب کامپوزیت طولی frp استفاده شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که به کار گیری روش شیار زنی موجب افزایش ظرفیت باربری ستون تقویت شده با کامپوزیت طولی می گردد؛ و با افزایش خروج از مرکزیت بار، میزان کارایی کامپوزیت های طولی افزایش می یابد. به طوری که میزان افزایش باربری برای بارگذاری با خروج از مرکزیت های صفر، 30، 60 و 90 میلی متر و برای بارگذاری خمش چهار نقطه ای، به ترتیب به میزان 3/8، 2/12، 8/25، 36 و 3/53 درصد نسبت به نمونه ی شاهد می باشد. هم چنین با توجه به نتایج به دست آمده، در تمامی بارگذاری ها، تأثیر روش شیارزنی در افزایش باربری نمونه ها به طور چشم گیری بیش تر از روش آماده سازی سطحی می باشد. علاوه بر این، با توجه به نتایج شکل پذیری، می توان گفت که کامپوزیت های طولی در افزایش شکل پذیری نمونه موثر بوده اند. کلمات کلیدی: نمونه ی بتن آرمه ی دایره ای، ظرفیت باربری، کامپوزیت frp با الیاف طولی، کمانش، شیارزنی، بار با خروج از مرکزیت، بارگذاری خمش چهار نقطه ای.

یکی از روشهای بهسازی لرزه ای سازه های بتنی استفاده از پوشش frp در نواحی با پتانسیل مفصل شدن است. در این پژوهش انحنای مقطع به عنوان یکی از پارامترهای ارزیابی شکل پذیری المان های سازه در قالب شاخص خسارت شکل پذیری درنظرگرفته شده است. دو قاب بتنی مسلح با شکل پذیری کم و تعداد طبقات چهار و شش طبقه، با استفاده از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی، در سه حالت تقویت نشده، تقویت شده با cfrp و تقویت شده با gfrp به وسیله نرم افزار opensees مدل سازی و میزان خسارت های لرزه ای تمام اعضای قاب بر اساس محاسبه شاخص خسارت و همچنین تغییرات شکل پذیری قاب بر اساس سطوح عملکرد لرزه ای ارزیابی شده است. در تحلیل های تاریخچه زمانی غیرخطی، از هفت زمین لرزه شامل رکوردهای حوزه دور ثبت شده بر روی خاک نوع دو و مقیاس شده براساس آیین نامه 2800 استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که به طور میانگین شاخص خسارت کلی قاب های چهار و شش طبقه بهسازی شده، به ترتیب 70% و 80% کاهش یافته است. عملکرد لرزه ای تمامی ستون های قاب های بهسازی شده، به سطح عملکرد ایمنی جانی تحت زلزله سطح خطر یک بهبود یافته است.

امروزه مقاوم سازی ساختمان های موجود به منظور اطمینان از حصول عملکرد مناسب در مواقع اضطراری از مهم ترین چالش های صنعت ساختمان به شمار می رود. استفاده از ورق های کامپوزیتی frp به دلایل متعددی همچون اجرای آسان و سریع، وزن بسیار کم، مقاومت کششی بسیار زیاد و مقاومت در برابر خوردگی به یکی از متداول ترین مصالح به منظور مقاوم سازی سازه های بتن آرمه مبدل گشته است. در این تحقیق در ابتدا مختصری به معرفی این مصالح نوین و خواص و انواع آن ها پرداخته و سپس در ادامه انواع روش هایی را که می توان با استفاده از این مصالح به تقویت سازه های بتن آرمه پرداخت، تشریح می گردند. این روش ها شامل: تسلیح با نصب خارجی (ebr) ، نصب در نزدیک سطح (nsm) ، مهارهای کامپوزیتی frp و روش های شیارزنی (ebrog & ebrig) می باشند. هدف از این تحقیق بررسی و مطالعه تیرهای تقویت شده به روش شیارزنی ebrog با استفاده از روش اجزاء محدود و مقایسه نتایج حاصل از این مدل سازی با نتایج حاصل از تحقیقات آزمایشگاهی صورت گرفته می-باشد. در جهت نیل به این هدف مدل های شبیه سازی پدیده جداشدگی و مدل های رفتاری مصالح مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

امروزه استفاده از کامپوزیتهای frp در صنعت ساختمان، به دلیل خواص منحصر به فرد آن از جمله مقاومت کششی بسیار زیاد، اجرای آسان، وزن بسیار کم و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مورد توجه محققین و مهندسین قرار گرفته است. یکی از روشهای متداول تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه با استفاده از کامپوزیتهای frp، روش نصب سطحی (ebr) می باشد. مهمترین مشکل این روش که استفاده از آن را تحت تأثیر قرار داده است، جدا شدگی ورق frp از وجه کششی تیر بتنی در هنگام بارگذاری است که منجر به شکست زود رس و غیر اقتصادی عضو سازه ای می شود. یکی از راهکارهای دیگر در تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه توسط مصالح frp، روش نصب در نزدیک سطح (nsm) می باشد. اگر چه در مقایسه با روش ebr، روش nsm عملکرد بهتری در کنترل پدیده ی جدا شدگی و افزایش ظرفیت باربری تیرها دارد؛ اما جدا شدگی در روش nsm نیز کاملاً محتمل بوده و یکی از نقصهای این روش به شمار می رود. با توجه ویژه به پدیده ی جدا شدگی، اخیراً تحقیقاتی در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شده است که نتیجه ی آن ارائه ی روشهای جدید شیار زنی (gm) برای تقویت تیرها با استفاده از کامپوزیتهای frp می باشد. روشهای شیار زنی که شامل دو روشebrog وebrig است، که نتایج بسیار خوب و امیدوار کننده ای از خود نشان داده است. نتایج محققین بر روی نمونه های تقویت شده به روش شیار زنی نشان داده است که پدیده ی نامطلوب جدا شدگی به تعویق افتاده و در خیلی از موارد حذف می شود. هدف از تحقیق حاضر، بررسی رفتار اتصال ورقهای cfrp به بتن می باشد که نتایج حاصل از این بررسیها منتج به ارائه ی رابطه ی پیوستگی - لغزش برای روش شیار زنی می شود. بدین منظور 48 نمونه ی منشور بتنی به ابعاد 150 * 150 *330 میلی متر با استفاده از 3 طرح اختلاط مختلف برای 3 مقاومت فشاری مختلف ساخته شد. در تحقیق حاضر از 3 ضخامت مختلف 13/0، 17/0 و 26/0 میلی متر برای ورق تقویتی استفاده شد و هم چنین در نمونه های شیار زنی از عمق های 2، 5، 10 و 15 میلی متر استفاده شد. ورق های cfrp بر روی نمونه های بتنی آماده شده به روش ebr و ebrog چسبانده شده و تحت آزمایش برش مستقیم قرار گرفتند. با توجه به هزینه های بسیار زیاد کرنش سنج های الکترونیکی و عدم قابلیت آنها در برآورد کل میدان کرنش، رفتار تغییر شکل و کرنش ورقهای تقویتی با استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات (piv) مورد مطالعه قرار گرفت. پس از ارزیابی نتایج آزمایشگاهی و استفاده از روابط متداول مقاومت مصالح، رابطه ای بین تنش برشی و لغزش تعیین گردید و تابع جدیدی برای پیوستگی- لغزش نمونه های ebr و شیار زنی ارائه شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که رابطه¬ی ارائه شده تطابق بالایی با نمونه های موجود در تحقیق حاضر دارد و از قابلیت هم پوشانی خوبی با منحنیهای بار - لغزش و پیوستگی- لغزش نمونه های ebr و شیار زنی برخوردار است. هم چنین بر مبنای نتایج آزمایشگاهی تحقیق حاضر، افزایش مقاومت فشاری باعث افزایش باربری نمونه های erb و شیار زنی با عمق 2 میلی متر شد؛ ولی در نمونه های شیار زنی با عمق 5، 10 و 15 میلی متر در مقاومتهای فشاری مختلف، چون ورق تقویتی گسیخته شده و حداکثر ظرفیت کششی ورق تقویتی استحصال شده است، بنا بر این افزایش مقاومت فشاری تأثیر ناچیزی بر باربری نهایی نشان داد. هم چنین افزایش ضخامت ورق تقویتی باعث افزایش بار نهایی شد؛ امّا افزایش بار نهایی در نمونه های شیار زنی بیشتر از نمونه های ebr بود؛ به طوری که در کلیه ی نمونه های ebr، ورق تقویتی از سطح اتصال جدا شد؛ امّا اکثر نمونه های شیار زنی گسیختگی ورق تقویتی را تجربه کردند. افزایش عمق نمونه های شیار زنی تا عمق 10 میلی متر باعث افزایش مقاومت نهایی اتصال شد، و افزایش عمق از 10 میلی متر به 15 میلی متر باعث کاهش ناچیز باربری شد؛ که ناشی از تمرکز تنش در نواحی شیار و گسیختگی موضعی ورق تقویتی می باشد.

امروزه تقویت تیرهای بتن آرمه به¬وسیله¬ی چسباندن ورق¬هایی از جنس کامپوزیت¬های مسلح کننده¬ی الیافی، به علت مزایای منحصر به¬فرد این کامپوزیت¬ها، تبدیل به یکی از روش¬های معمول مقاوم سـازی شده اسـت. با این وجود، در سازه¬های مقاوم سازی شده به این روش، احتمال وقوع گسیختگی بر اثر جدا شدن ورق و بتن از یک¬دیگر وجود دارد. هدف این مطالعه شناخت و مدل¬سازی مکانیسم¬های گسیختگی جدا شدگی در تیرهای بتن آرمه¬ی مقاوم سازی شده است. برای دست¬یابی به این اهداف، ابتدا مطالعاتی که تا به حال درباره¬ی این موضوع انجام گرفته مورد بررسی قرار گرفت تا دلایل و ساز و کار وقوع این نوع گسیختگی درک شوند. در ادامه مشکلاتی که در شبیه سازی عددی این پدیده وجود دارند، بررسی شد و با استفاده از قابلیت¬های نرم افزار abaqus روشی برای حل آن¬ها ارائه گردید. با مقایسه¬ی نتایج حاصل از مدل¬سازی المان محدود شش تیر با نتایج تجربی، صحت شیوه¬ی پیشنهادی برای شبیه¬سازی جدا شدگی اثبات شد. در قسمت بعدی، اثرات پارامترهای هندسی مختلف شامل طول، عرض و ارتفاع ورق روی رفتار و بار گسـیختگی تیر¬های تقویت شده بررسی شدند. در انتها نیز روشی بر پایه¬ی تئوری¬های مقاومت مصالح برای تعیین بار وقوع جدا شدگی ارائه گردید. بررسی و مقایسه¬ی انجام شده نشان داد که روش پیشنهادی از دقت بسیار خوبی بر خوردار است.

ساختمان سازی در کشور بطور اعم و ساخت مسکن به طور اخص با استفاده از سیستمهای رایج ساختمان سازی که بصورت غیرصنعتی میباشند همراه با مشکلات کمی و کیفی میباشد. در سالهای اخیر نیاز شدید به افزایش بهره وری در بخش ساختمان این واقعیت را آشکار کرده است که استفاده از سیستم های سنتی درامر ساخت و ساز جوابگوی نیازهای جامعه نبوده و استفاده از فناوری در این بخش اجتناب ناپذیر می باشد. سیستمهای ساختمانی با پتانسیل تولید صنعتی و پیش ساختگی میتوانند نیازهای کمی و کیفی صنعت ساختمان سازی را برآورده نمایند. در این پایاننامه یک سیستم جدید سقف سازی که حاصل خلاقیتها و نوآوریهای انجام شده در طول انجام این تحقیق میباشد، معرفی شده است. این سیستم سقف سازی، سبک، مقاوم، متکی به تکنولوژی داخلی و کاربردی برای ساختمان سازیهای کوچک و متوسط در شهرها و حتی انبوه سازی بوده و طراحی، تدوین و تحلیل سازه ای و اقتصادی آن در این تحقیق مد نظر قرار گرفته است. در روش پیشنهادی، تیرچه های فولادی با جان باز و پانلهای پیش ساخته بتنی توسط مقدار کمی بتن درجا به یکدیگر متصل و یک سیستم سقف سازی جدید، با قابلیت اجرای سریع،آسان و مقرون به صرفه را پدید می آورند. سیستم پیشنهادی به صورتی طراحی شده است که مزایای هر دو گروه سقفهای پیش ساخته و مرکب را به صورت همزمان دارا باشد. بهبود کیفیت ساخت، افزایش امکان کنترل کیفیت حین اجرا، یکنواختی سقف ساخته شده (در نتیجه به کارگیری روش تولید ماشینی)، انعطاف پذیری در طراحی معماری، ایجاد فضاها و حفره های قابل استفاده در زیر سقف جهت عبور لوله های تأسیساتی، قابلیت اجرا در شرایط محیطی نامناسب و کاهش آلودگی صوتی و هدر رفتن انرژی حرارتی از دیگر مزیتهای به کارگیری این سیستم سقف سازی می باشند. اضافه بر این، کاهش نیاز به نیروی کار ماهر و کاهش زمان نازک کاری از مزایای دیگر این سیستم به شمار می روند. حذف یا کاهش نیاز به قالب بندی، شمع بندی و استفاده از جرثقیل، سبب خواهد شد که چنین سیستمی به عنوان یک گزینه کارآمد در ساختمانهای چند دهانه چند طبقه در سطح شهرها به کار گرفته شود. سیستم سقف پیشنهادی قابلیت به کارگیری در هر دو گروه سازههای اسکلت فلزی و بتنی را دارا بوده و جزئیات اجرایی مناسبی برای هر کدام از حالات در این پایاننامه توسعه داده شده اند. در این پژوهش روند طراحی سقف پیشنهادی و کنترل آن در برابر لرزش در قالب یک مثال عملی دنبال شده و در ادامه و در راستای تعیین بهینه ترین حالات در بکارگیری سیستم پیشنهادی برای پوشش سقفهای مسکونی و اداری با دهانه های مختلف، یک برنامه رایانه ای در قالب الگوریتم ژنتیک در محیط matlab توسعه داده شده است. با وارد کردن مشخصات مقاطع فولادی و پانلهای بتنی در محیط برنامه و انجام محاسبات، بهینه ترین ترکیبهای استفاده از اجزاء مختلف سقف برای پوشش دهانه های مختلف مسکونی و اداری تعیین شده و به صورت جدول و نمودار نشان داده شده است. این حالات مشتمل بر ارزانترین و سبکترین گزینه ها میباشند. بر ااس مقایسه اقتصادی و وزنی انجام شده در فصل پنجم، در هر دو حالت مسکونی و اداری وزن مرده کل با احتساب نازک¬کاری در سیستم سقف پیشنهادی در حدود30 تا 35 درصد مقدار مشابه در سیستم تیرچه و بلوک مرسوم است. این در حالی است که از نقطه نظر قیمت در پوشش دهانه های 0/5 یا 0/6 متری تفاوت قابل ملاحظه ای مشاهده نمیشود. بدیهی است که با کاهش 65 تا 70 درصدی وزن مرده در سیستم سقف پیشنهادی نسبت به سیستم تیرچه بلوک مرسوم، صرفه جوئی قابل ملاحظه ای در میزان مصالح بتنی و یا فولاد مورد نیاز برای ساخت تیرها، ستونها و فونداسیون ساختمان میشود.

در سازه های بتن آرمه پس از گذشت چندین سال از عمر بهره برداری، به دلایل مختلفی ممکن است که تقویت برخی از المان های سازه ضروری شود. بدین منظور از تکنیک نصب خارجی ورق frp به وجه کششی تیرها و نیز دال های بتن آرمه، سال ها است که به عنوان راه کار مناسب جهت تقویت خمشی سازه ها استفاده می شود. در تیرهای تقویت شده با ورق frp، چنان چه عملکرد کامپوزیت ورق frp و بتن تا لحظه ی نهایی حفظ نشود، پدیده ی نامطلوب جدا شدگی ورق از سطح بتن رخ خواهد داد. یکی از این انواع جدا شدگی، جدا شدگی ناشی از ترک میانی است که می تواند به دلیل تغییر مکان نسبی قائم ایجاد شده در دهانه ی ترک خمشی- برشی اتفاق بیفتد. بایستی گفت که تغییر مکان قائم نسبی، با ایجاد زاویه ی مثبت در ورق frp، به طوری که تنش نرمال کششی به میان رویه وارد شود، باعث تسریع جدا شدگی ورق از سطح بتن خواهد شد. هم چنین، در طرف دیگر دهانه ی ترک، اعمال زاویه ی منفی به ورق frp، به طوری که تنش نرمال فشاری به میان رویه وارد شود، جدا شدگی ورق از سطح بتن را به تعویق خواهد انداخت. از این رو با توجه به محدودیت مطالعات صورت گرفته پیرامون این موضوع، در این تحقیق به بررسی تأثیر زاویه ی ورق frp بر بار جدا شدگی آن از سطح بتن خواهیم پرداخت. به منظور پیش برد اهداف این تحقیق، نمونه های منشوری مکعبی به ابعاد 150 * 150 * 330 میلی متر ساخته شد. در طول این تحقیق 31 نمونه به روش ebr، و 31 نمونه به روش شیار زنی با ورق cfrp به عرض ثابت 50 میلی متر تقویت شد. هم چنین به منظور بررسی تأثیر طول ورق تقویتی بر رفتار اتصال تحت تنش نرمال، از ورق frp با طول 100 و 150 میلی متر استفاده شد. بررسی نتایج این تحقیق که با اعمال زاویه در محدوده ی 7/4- تا 6/0+ درجه به ورق frp در آزمایش برش مستقیم انجام شد، نشان می دهد که اعمال زوایای مثبت به ورق frp، باعث کاهش چشم گیر بار نهایی نمونه ی ebr خواهد شد؛ به طوری که در نمونه-های با طول مهار 100 میلی متر، بار جدا شدگی تا 41/2 درصد نسبت به نمونه ی بدون زاویه کاهش یافت. این در حالی است که اعمال زاویه ی منفی به ورق frp، به طوری که میان رویه تحت تنش نرمال فشاری قرار بگیرد، باعث افزایش سختی و در نتیجه افزایش بار نهایی نمونه می شود؛ به طوری که در نمونه های با طول مهار 150 میلی متر، بار نهایی تا 37/3 درصد نسبت به نمونه ی بدون زاویه افزایش یافته است. هم چنین مقایسه ی نتایج بار نهایی نمونه های ebr و شیار دار حاکی از آن است که روش شیار زنی در شرایطی که ورق تحت تنش نرمال قرار دارد، عملکرد خیلی بهتری نسبت به روش ebr از خود نشان می دهد؛ به طور مثال، بار نهایی نمونه های شیار دار تحت زوایای منفی تا 75/9 درصد نسبت به نمونه ی مشابه ebr افزایش یافت. هم چنین در نمونه های تحت زاویه ی مثبت نیز، روش شیار زنی تا 47/1 درصد بار نهایی را نسبت به نمونه ی مشابه ebr افزایش داده است.

شکی نیست که تخریب سازه های بتنی در اثر عوامل شیمیایی، یکی از مشکلات اساسی سازه های بتن آرمه بخصوص سازه هایی که در مجاورت خاک و یا آب دریا قرار دارند ، می باشد. با توجه به اینکه در خوردگی شیمیایی، عمدتا ملات سیمان مورد حمله قرار می گیرد، امروزه استفاده از موادی که جایگزین بخشی از سیمان می شوند تا ضمن بالا بردن کیفیت و ایجاد دوام، هزینه تمام شده بتن را نیز کاهش دهند، رونق زیادی پیدا کرده است. دراین تحقیق اثر خوردگی عوامل شیمیایی آب دریا(یون سولفات و کلرور) بر بتن حاوی پودر سنگ آهک و میکروسیلیس مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج تحقیق نشان می دهد که در صورت استفاده از یون 15درصد پودر سنگ آهک، دوام بتن در محیط سولفاتی بهبود می یابد. همچنین نشان می دهد که یون کلر، در صورت غوطه ور نمونه در محلول بطور دائم ، هیچگونه تاثیری بر جسم بتن ندارد.

هدف از این تحقیق بررسی امکان دستیابی به مدل های تجربی - ریاضی جهت تبیین اثرات یخ زدگی بر بتن معمولی و بتن با مقاومت بالا می باشد . در تحقیق حاضر مناسب دیده شد که نقش مشخصات دو جز درشت دانه و ملات را بر دوام بتن با مقاومت بالا در برابر یخبندان ، همچنین اثر هوادهی بر بتن و نقش ملات را بر دوام بتون معمولی در برابر یخبندان مورد بررسی قرار دهیم . در این راستا نقش مقاومت فشاری درشت دانه ( آهکی و کوارتزیتی) ، مقادیر مختلف میکروسیلیس جایگزینی و نسبت آب به مواد سیمانی ‏‎(0/4 , 0/3 , 0/25)‎‏ در کنار تعداد سیکلهای ذوب و انجماد روی دوام بتن با مقاومت بالا در برابر یخبندان مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به بررسی نقش مقادیر مختلف نسبت آب به سیمان ‏‎(0/5 , 0/6 , 0/7 , 0/8) ‎‏ و میزان هوا ‏‎(3 , 4/5 , 6 , 7/5 )‎‏درصد در کنار تعداد سیکلهای یخزدن و آب شدن روی دوام بتن معمولی در برابر یخبندان همت گماشته شد. در مجموع 288 نمونه بتون معمولی و 432 نمونه بتن با مقاومت بالا ساخته و تحت آزمایش ذوب و انجماد قرار گرفتند. در نهایت با رگرسیون در اطلاعات تجربی روابطی جهت سنجش دوام بتن معمولی و بتن با مقاومت بالا در برابر یخبندان ارائه گردید.

هدف این تحقیق بررسی رفتار بتن با مقاومت بالای مسلح به الیاف فولادی و ارائه روابط تجربی - تحلیلی جهت خواص مکانیکی بتن مذکور با در نظر گرفتن عواملی نظیر میکروسیلیس، نوع درشت دانه ، نسبت آب به مواد سیمانی و حجم الیاف مصرفی بود. لذا آزمایشاتی با در نظر گرفتن 48 طرح اختلاط بتن شامل : سه درصد میکروسیلیس جایگزینی ‏‎‎‏( 0 ، 10 ، 15) ، دو نسبت آب به مواد سیمانی (4/0 و 25/0) ، چهار درصد حجمی الیاف مصرفی (0، 4/0 ، 8/0 ، 2/1) و دو نوع سنگدانه ( آهکی و کوارتزیتی )، همچنین 6 طرح اختلاط ملات شامل سه درصد میکروسیلیس جایگزینی ‏‎‎‏(0، 10 ، 15) و دو نسبت آب به مواد سیمانی (4/0 ، 25/0) انجام شده است و در مجموع 924 نمونه آزمایشگاهی شامل نمونه های استوانهای و منشوری ساخته و بعد از عمل آوری تحت آزمایش های : مقاومت فشاری ، مقاومت کشش و طاقت خمشی ، در سنین 7 ، 28 ، 91 روزه قرار گرفت در نهایت ضمن بررسی خواص مکانیکی بتن و ملات و طاقت خمشی بتن روابطی جهت تبیین خواص مکانیکی و طاقت خمشی بتن ارائه شد. نتایج آزمایشات نشان داد که الیاف بر روی مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته بتن تاثیر محسوسی نداشته و بر روی مقاومت کششی ، مقاومت خمشی و طاقت بتن تاثیر مطلوبی دارد.

پاسخگو بودن بتن به ضرورتهای فنی، اقتصادی فنی، اقتصادی و زیست محیطی جوامع انسانی، این ماده را به عنوان پر مصرف ترین ماده ساختمانی مطرح می نماید. امروزه در اکثر نقاط دنیا به منظور استفاه بهینه از مصال سازنده بتن، تحول عظیمی در تکنولولژی بتن برای دستیابی به بتن های با مقاومت و عملکرد بالا ‏‎(high strength/high performance concrete)‎‏ پدید آمده است. بتن با عملکرد بالا به بتنی اطلاق می شود که دارای مشخصات مکانیکی و پایایی بر جسته ای بادش. در این نوع بتن مصالح سازنده بتن و اندکنش بین این مواد، نقش حساس و تعیین کننده ای را در بییین خواص مکانیکی بر عهده دارند؛ لذا شناخت دقیق این ارتباط، باه انتخاب صحیح و مناسب نوع و مقدار مصالح، جهت ساخت بتن با رفتاری مطلوب در مقابل نیروهای وارده منجر خواهد شد. عملکرد مکانیکی متفاوت بتن با مقاومت بالا نسبت به بتن معمولی، محققین رابر آن داشته است که به تحقیق جهت شناخت هر چه بیشتر عکس العمل اینگونه بتن ها در مقابل نیروهای اعمالی پرداخته و با ارائه مدلهایی به تبیین خواص مکانیکی بتن با مقاومت بالا بپردازند.در پایان نامه حاضر هدف، بررسی امکان دستیابی به مدل های ریای - تجربی جهت تبیین خواص مکانیکی بتن با مقاومت و عملکرد بالا به توجه به نقش مصاحل شاخص تر تشکیل دهنده ان بوده است. بر اساس اطلاعات نگارنده، گر چه اثر برخی از عوامل سازنده بتن با مقاومت و عملکرد بالا بصورت جداگانه توسط محققین مورد برررسی قرار گرفته است، لکن تا کنون مطالعه جامعی در زمینه اثر هم زمان مقادیر مختلف چهار عنصر میکروسیلیس، درشت دانه، آب و زمان بر شکل گیری خواص مکانیکی بتن انجام نشده است. بررسی این اثرات یکسری مدل های ریاضی - تجربی موضوع پایان نامه حاضر می باشد.به این منظور در تحقیق حاضر، 45 طرح اختلاط بتن که شامل 5 مقدار مختلف میکروسیلیس جایگزینی (0، 5، 10، 15، و 20 درصد)، سه نسبت متفاوت آب به مواد سیمانی (4/0، 3/0 و 24/0) و سه نوع درشت دانه آهکی، اندوزیتی و کوارتزیتی بود، و همچنین 15 طرح اختلاط ملات که شامل پنج مقدار مختلف میکروسیلیس جایگزینی (0، 5، 10، 15 و 20 درصد) و سه نسبت متفاوت آب به مواد سیمان (4/0، 3/0 و 24/0) بود، مورد بررسی قرار گرفتند. این تحقیق که با انجام آزمایش بر اساس استاندارد ‏‎astm‎‏ بر روی 900 نمونه استوانه و منشوری بتن و ملات7 و در مزان ها 7، 28 و 91 روز انجام گرفته است. رفتار مکانیکی بتن با مقومت و عملکرد بالا را بررسی نموده و مدلهایی را جهت تبیین این رفتار، ارائه می نماید.

شکل پذیری سازه های بتن آرمه از مهمترین ملاحظاتی است که باید در طراحی این سازه ها مدنظر طراحان باشد. دراین رابطه آئین نامه های طراحی سازه های بتن آرمه ضوابط خاصی را برای طراحی این سازه ها در مناطق زلزله خیز ، به منظور اطمینان از حصول شکل پذیری کافی در نظر می گیرند. در بین اجزا سازه ای، اتصالات به دلایل گوناگون مهمترین رکن سازه های بتن آرمه محسوب می شوند. از طرفی در اجرای سازه های بتن آرمه معمولا اتصالات چندان مورد توجه واقع نمی شوند، به گونه ای که ضوابط خاص آئین نامه ها در مورد اتصالات از قبیل آرماتور گذاری عرضی اتصال معمولا رعایت نمی شود. از اینرو تقویت اتصالات و افزایش شکل پذیری آنها از موارد بسیار مهم و مورد توجه محققین مختلف بوده است.