مسئله حائز اهمیت برای اعضای خمشی بتن معمولی و با مقاومت بالا به ویژه در مناطق زلزله خیز، "طراحی بر اساس شکل پذیر" بودن چنین اعضایی می باشد که متاسفانه در اغلب آیین نامه های طراحی سازه های بتنی دنیا از جمله آیین نامه بتن ایران (آبا)، طراحی اعضا بر اساس شکل پذیری بنیانگذاری نشده است. اهمیت این مساله برای اعضای مقاوم سازی شده دو چندان می شود. لذا، در این تحقیق یک روش تحلیلی و فرمولهای ساده شده ای برای بررسی شکل پذیری تیرهای بتن مسلح پر مقاومت (hsrc) با مقطع مستطیلی ارائه شده است تا بتواند برای تیرهای hsrc مقاوم سازی نشده، نسبت میلگرد کششی مجاز و برای تیرهای hsrc مقاوم سازی شده با frp، مساحت مجاز ورق frp را برای رسیدن به یک مقدار مشخص شکل پذیری تعیین کند. روش پیشنهادی یک ابزار اضافی برای طراحی بهتر مراحل شکل پذیری در اختیار طراحان قرار می دهد. لازم به ذکر است که برای اطمینان از عملکرد شکل پذیر تیرهای تقویت شده، باید شرایط اضافی مانند گسیختگی موضعی لایه بتن بین میلگرد کششی و ورق frp یا چسبندگی ورق با خودش نیز کنترل شود. نتایج روش تحلیلی با نتایج عددی و آزمایشگاهی گزارش شده در سایر مقالات و همچنین روابط آیین نامه aci و csa مقایسه شده است. نتایج بدست آمده از روش پیشنهادی نسبت به روابط آیین نامه aci و csa، مطابقت بیشتری با نتایج آزمایشگاهی داشته و این امر حاکی از عملکرد صحیح روش پیشنهادی است.

دیوار برشی بتنی یکی از اعضا کلیدی برای مقابله با بارهای جانبی در سازه های بلند مرتبه به شمار می رود. در بسیاری از موارد به دلایل محدودیت های معماری نیاز به ایجاد باز شو در دیوار برشی به امری اجتناب ناپذیر تبدیل می گردد.در مطالعه حاضر با استفاده از نرم افزار abaqus به بررسی اثر تقویتی ورق های کامپوزیتfrp بر ظرفیت نهایی دیوار برشی دارای باز شو تحت اثر بار جانبی پرداخته شده است.در این مطالعه به منظور بررسی صحت مدل عددی نتایج حاصل از یک نمونه ازمایشگاهی دیوار بتنی برشی با نتایج به دست امده از انالیز عددی مقایسه شده وپس از ان تاثیر ایجاد باز شو و تقویت بازشو توسط ورق های کامپوزیتی frp مورد بررسی قرار گرفته است.

تیرهای عمیق به دلیل کاربرد وسیع در مهندسی عمران از جمله ساختمانهای بلند مرتبه، مخازن، سیلوها مستطیلی، دیافراگم های کف، دیوارهای برشی، دالهای تاشده وسازه های دریایی یکی از اجزا مهم سازه بشمار می روند. وجود باز شو در جان تیر، جهت ایجاد دسترسی مانند درب ها و پنجره ها یا سرویس ضروریه تصفیه هوا مانند داکتهای تهویه مطبوع مورد نیاز است. امروزه، ترمیم و مقاوم سازی تیرهای عمیق بتنی با استفاده از کامپوزیتهای frp انجام میگیرد. مطالعات زیادی در زمینه تقویت تیر عمیق بتنی با استفاده از کامپوزیت های frp صورت پذیرفته است اما کمتر به بررسی تقویت تیر عمیق بتنی دارای بازشو با استفاده از کامپوزیت های frp توجه شده است که با توجه به کاربرد این نوع تیرها در ساختمانهای مهم و آسیب پذیر بودن آنها در برابر برش نیاز به مطالعه بیشتر در زمینه تیر های عمیق بتنی دارای بازشو مقاوم سازی شده با frp احساس می شود. در این مطالعه، با استفاده از یک مدل اجزای محدود، به بررسی تاثیر استفاده از کامپوزیتهای frp جهت بهبود خصوصیات رفتاری تیر عمیق بتنی دارای بازشو پرداخته شده است. بدین منظور نمونه های تیر عمیق بتنی دارای بازشو، در محیط کامپیوتری، مدل سازی رفتار آن با نمونه ی آزمایشگاهی صحت سنجی شده است. نمونه ی مذکور، در ادامه، با استفاده از کامپوزیتهای frp تقویت و منحنیهای رفتاری سازه در هر حالت ارائه شده است. تمامی تحلیلهای انجام شده در این مطالعه با استفاده از نرم افزار abaqus v.6.9 انجام گرفته است. نتایج نشان میدهد استفاده از کامپوزیت frp میتواند به عنوان یک روش موثر در بهبود خصوصیات رفتاری تیر عمیق بتنی دارای بازشو مطرح شود. استفاده از این کامپوزیتها، بسته به نوع قرارگیری بر روی عضو، موجب افزایش ظرفیت باربری نمونه می گردد. با توجه به این نتیجه که ترک های ایجاد شده در تیر های عمیق بتنی دارای بازشو، بصورت مورب بین محل اعمال نیرو و گوشه بالای بازشو و محل تکیه گاه و گوشه پایین بازشو ایجاد می شوند، به همین جهت هرچه راستای اصلی ورق frp، که همان راستای طولی الیاف می باشد بر راستای ترک های ایجاد شده عمود باشد باعث افزایش ظرفیت تیر عمیق بتنی دارای بازشو می شود.

بتن خودتراکم بتنی بسیار سیال و مخلوطی بسیار همگن است که بسیاری از مشکلات بتن معمولی را مرتفع نموده و بدون نیاز به هیچ گونه لرزاننده داخلی و خارجی تحت اثر وزن خود، متراکم می شود. این ویژگی کمک شایانی به اجرای اعضای سازه ای با تراکم زیاد میلگرد می نماید. از یکسو استفاده از الیاف در بتن سبب افزایش مقاومت سایشی، خمشی و کششی میگردد. لذا استفاده از بتنی که خصوصیات بتن خودتراکم و الیافی را با هم داشته باشد کمک شایانی به ساخت سازه‏هایی با عملکرد بالا و با دوام می نماید. در این تحقیق آزمایشگاهی به بررسی اثر توأم نانوسیلیس و الیاف پلی پروپیلن پرداخته شده است. با سعی و خطا ابتدا بیش از 50 طرح اختلاط اولیه ساخته شد و پارامترهایی از قبیل شکل ظاهری، آزمایش های کارایی برای بتن تازه و برای بتن سخت شده، میزان مقاومت فشاری در سن 7 روز، بررسی و اندازه گیری شد. با توجه به طرح‏های آزمایشی اولیه، محدوده مناسبی از پارامترهای موثر در طرح اختلاط به دست آمد، که با توجه به مصالح مصرفی بهینه‏ترین طرح اختلاط بتن خودتراکم فاقد الیاف پلی پروپیلن با استفاده از روش عددی تاگوچی در اختیار قرار گرفت. در نهایت طرح اختلاط فوق را با پنج درصد‏ مختلف از الیاف پلی پروپیلن تقویت نموده و برای پنج طرح منتخب، نمونه های مختلفی ساخته و در شرایط متفاوت نگهداری گردید و خصوصیات مکانیکی از بتن سخت شده در سنین کوتاه مدت و بلند مدت، تا سن 90 روز مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. این تحقیق نشان می دهد که حضور توأم درصد بهینه الیاف پلی پروپیلن و نانوسیلیس موجب بهبودی خصوصیات مکانیکی و دوام بتن خودمتراکم می گردد.

امروزه با پیشرفت چشمگیر صنعت و تکنولوژی بتن و توسعه فناوری های نوین همچون فناوری نانو در زمینه مصالح و افزودنی های بتن، امکان تولید و دستیابی به بتنی با حداقل نفوذپذیری و مقاومت مکانیکی بالا میسر شده است. ویژگی های مقاومتی و مشخصات مکانیکی و پایایی بتن حاوی افزودنی های خاص همچون نانوسیلیس و میکروسیلیس در مقایسه با بتن های معمولی، مطلوب تر می باشد و همین امر باعث می گردد تا در سازه های مهم همچون مخازن نگهدارنده فرآورده های نفتی به دلیل هزینه های نگهداری بالا در طول زمان از بتن های پر مقاومت حاوی افزودنی های جدید همچون نانوسیلیس استفاده گردد. هدف از تحقیق حاضر، بررسی و مقایسه دوام و خصوصیات مکانیکی نمونه های بتنی، در صورت تغییر پارامترهای نسبت آب به سیمان، درصد نانوسیلیس و میکروسیلیس در محیط های عمل آوری مهاجم از جمله بنزین، گازوئیل و محلول 5/2 درصد اسید سولفوریک و در نهایت تشخیص بهترین طرح اختلاط به لحاظ دستیابی به حداکثر مقاومت و پایایی بتن می باشد؛ همچنین بررسی تاثیر تغییرات مقاومت فشاری بتن، بر دوام، نفوذپذیری و چسبندگی بتن و میلگرد فولادی از دیگر اهدافی بود که در این تحقیق دنبال شد. به علاوه تاثیر پارامتر های درصد نانوسیلیس و میکروسیلیس و ترکیب آن ها به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در تشکیل کریستال های هیدروکسید کلسیم (ca(oh)2) از طریق آزمایش xrd نیز مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق با انجام آزمایشات لازم بر اساس استانداردهای مربوطه، به مقایسه، بررسی و تحلیل عملکرد طرح اختلاط های مختلف در راستای اهداف یاد شده در فوق پرداخته شد، و در تمامی آزمایشات، تاثیر مثبت نانوسیلیس در افزایش دوام و بهبود خواص مکانیکی مشاهده شد.

تیرهای عمیق بتن مسلح پیوسته اجزای سازه ای هستند که معمولا به عنوان کلاهک شمع، شاه تیر انتقالی و دیوارهای پی مورد استفاده قرار می گیرند. در این نوع تیرها مانند تیرهای ساده با کاهش نسبت دهانه برشی به عمق، مقاومت برشی تیر افزایش می یابد. رفتار تیرهای عمیق پیوسته کاملا متفاوت از تیرهای دو سرساده و تیرهای پیوسته کم عمق می باشد. از طرف دیگر مطالعات عددی و آزمایشگاهی محدودی بر روی رفتار تیر های عمیق پیوسته ی دارای بازشو انجام شده است. از اینرو، ما در این تحقیق برآنیم که رفتار این تیرها را توسط نرم افزار اجزاء محدود بررسی نماییم. هدف اصلی از انجام این تحقیق ارزیابی روش اجزاء محدود در تحلیل تیرهای عمیق پیوسته دو دهانه دارای بازشوی جان می باشد. هدف بعدی مطالعه ی رفتار این تیرها تحت تأثیر پارامترهای مختلف از جمله مقاومت فشاری بتن، تعداد و شکل و محل قرارگیری بازشو می باشد. برای این منظور ابتدا چند تیر را تحت شرایط مختلف توسط نرم افزار اجزاء محدود مدل سازی کرده سپس با مقایسه ی نتایج عددی و نتایج آزمایشگاهی از صحت مدل های ساخته شده اطمینان حاصل کرده. در نهایت با انتخاب بهترین مدل منطبق بر نتایج آزمایشگاهی، و تغییر پارامترهای مختلف در نمونه ی مبنا، با ساخت 26 مدل، رفتار این تیرها را تحت شرایط مختلف بررسی خواهیم کرد. نتایج ارائه شده در این تحقیق به صورت نحوه ی گسترش ترک در نمونه ها در لحظه ی شکست، کانتور تنش در میلگردهای تقویتی، بار ترک خوردگی، عکس العمل تکیه گاه میانی و عکس العمل تکیه گاه انتهایی، منحنی بار-خیز و مقایسه نتایج اجزاء محدود با روش های دیگر می باشد. در آخر نتایج کلی و پیشنهادات برای مطالعات آتی آورده شده است.

در سال های اخیر، اتصال ورق frp در وجه کششی تیربتنی، به عنوان یک روش مقاوم سازی خمشی رایج شده است. تعداد زیادی از مطالعات انجام شده در دهه گذشته بر روی رفتار تیرهای تقویت شده با ورق frp بوده است. بسیاری از این مطالعات، شکست زودرس جداشدگی ورق frp، همراه و یا بدون پوشش بتنی متصل را گزارش داده اند. این تحقیق مبتنی بر تحلیل عناصر محدود، مکانیسم شکست گسیختگی جداشدگی در تیرهای hsc تقویت شده با ورقfrp است. برای این منظور، ابتدا نمونه های آزمایشگاهی تیرهای hsc تقویت شده و تقویت نشده با ورق cfrp را به کمک نرم افزار abaqus مدل سازی کرده ایم و سپس به مقایسه نتایج و صحت سنجی روش ارائه شده، پرداخته ایم. در ادامه سعی در مدل سازی گسیختگی جداشدگی ورقfrp از بتن کرده ایم، که با صحت سنجی آن، روش ارائه شده را برای تیرهای hsc مقاوم سازی شده تعمیم داده و اثرات افزایش مقاومت فشاری بتن و مدول الاستیسیته ورق frp را روی بار و تغییرمکان جداشدگی بررسی کرده ایم. در نهایت نتایج حاصل از المان محدود را با رابطه ارائه شده جهت کنترل کرنش برای جلوگیری از جداشدگی در آیین نامه aci و رابطه ارائه شده توسط said and wu مقایسه شده است.

قاب های فولادی با مهاربندی زانویی یکی از سیستم های مقاوم سازه در برابر زلزله می باشد که عضو زانویی به عنوان عامل مقاوم در برابر نیروهای جانبی می باشد. این عضو که در محل اتصال ستون به تیر نصب می شود یک عضو مفصلی می?باشد که درتغییر شکل های زیاد و زلزله همانند یک فیوز عمل می نماید و مانع از تخریب محل تقاطع تیر وستون خواهدشد. می توان به راحتی جهت ترمیم مهاربند اقدام کرد. در این سیستم شکل پذیری از طریق جاری شدن عضو زانویی و سختی از طریق عضو قطری تامین می شود. در این تحقیق سه ساختمان 3، 5و7 طبقه در دو تیپ سه دهانه و پنج دهانه با بادبند هم محور،شورن ،قاب خمشی و بادبند زانویی تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی پوش آور و درتوزیع بارجانبی یکنواخت ومد اول ارتعاش قرار گرفته است. همچنین عملکرد بادبندهای هم محور، شورن وقاب خمشی در قاب های ساختمانی در مقایسه قاب های با مهاربند زانویی مورد بررسی قرار گرفت. سیستم مهاربند زانویی می تواند به عنوان یک عضو فرعی بسیار کارآمد باشد که در مقایسه با بادبند هم محور و شورن سختی جانبی قاب را بهبود می بخشد و مشکلاتی که در اثر سختی بسیار بالای بادبند هم محوری ممکن است برای سازه به وجود بیاید تا حدودی متعادل گردد. شکل پذیری سیستم بادبند زانویی در مقایسه با بادبند هم محوری وشورن بسیار بهتر شده است و به دلیل جاری شدن عضو زانویی قبل از بار کمانشی اعضا بادبندی پایداری قاب تا تکمیل کل بارگذاری تضمین می گردد. در نهایت می توان بیان نمود که سیستم بادبند زانویی در مقایسه با سیستم بادبندی هم محور، شورن وقاب خمشی رفتار بسیار مطلوب تری اما جابجایی بیشتر نسبت به مهاربند هم محور و شورن ونسبت به قاب خمشی کاهش برش پایه برای سازه های فولادی دارد. با رعایت نکات اجرایی و مهندسی می توان از این سیستم برای عملکرد های مطلوب سازه ای به خصوص در برابر نیرو های جانبی استفاده نمود.

روش تقویت و مقاوم سازی با استفاده از ورقه های پلیمری مسلح کربنی(cfrp) یکی از مناسبترین روش های تقویت می باشد. بنابراین لازم است که رفتار ورقه های پلیمری مسلح کربنی(cfrp) در مقاوم سازی سازه ها ارزیابی شود تا از تمام پتانسیل آنها در مقاوم سازی استفاده گردد. بعضی تیرهای بتن مسلح دارای ضعف برشی بوده و نیاز به تقویت دارند که این ضعف ها ممکن است به دلیل ناکافی بودن آرماتورهای برشی، کاهش در سطح مقطع آرماتورها به دلیل خوردگی، افزایش میزان بارهای سرویس، و نقص های طراحی و ساخت باشند. لذا در این پایان نامه به بررسی تقویت برشی با ورق cfrp پرداخته شده است و در آن پارامترهای موثر در تقویت برشی چون تاثیر جهت، ضخامت و زاویه الیاف نسبت به محور تیر و همچنین تفاوت استفاده از الیاف یک جهته و دوجهته به روش اجزای محدود و به کمک نرم افزار abaqus نسخه 6.12.3 مورد بررسی قرار گرفت