امروزه با افزایش وسایل نقلیه، جاده ها و انواع سفرها ، جایگاه و لزوم به کارگیری مهندسی ترافیک در بحث های کلان کشوری، بیش از پیش احساس می شود. مدیران و تصمیم گیران حوزه های شهری، به خصوص در شهرهای بزرگ، همواره به دنبال روشی برای بهبود وضعیت ترافیکی شهرها هستند و از این رو سعی بر آن دارند تا با تکیه بر علوم ترافیک و حمل ونقل و بهره گیری از متخصصان این فن به روش هایی کارا و بهینه در زمینه ترافیک دست پیدا کنند.
با توسعه و گسترش شهرها، بحث لزوم دسترسی مناسب به نقاط مختلف شهر مطرح بوده و به همین دلیل است که تقاطع ها بخش عمده ای از شبکه شهری را به خود اختصاص می دهند. تقاطع ها به عنوان گره هایی در شبکه شهری نقش مهمی در ظرفیت شبکه ایفا کرده و می توان عنوان کرد که ظرفیت یک شبکه شهری با ظرفیت تقاطع های آن شبکه رابطه مستقیمی دارد. از مهمترین پارامترهایی که در طراحی و کنترل تقاطع ها مد نظر است می توان به ظرفیت و تاخیر آنها اشاره نمود. بنابراین می توان گفت که با افزایش ظرفیت و کاهش تاخیر در یک تقاطع ، ظرفیت کل شبکه شهری نیز افزایش پیدا خواهد کرد و شاهد ترافیک روان در نقاط مختلف شهر خواهیم بود.
امروزه میدان ها به عنوان نوعی از تقاطع های همسطح شهری به شمار می روند و با توجه به تحقیقات صورت گرفته در کشورهای پیشرفته و صاحب فن جهان می توان بیان کرد که میدان ها از تقاطع های بدون چراغ کاراتر و ایمن تر عمل خواهند نمود ، البته این موضوع تا زمانی صدق می کند که میدان به ظرفیت خود نرسیده باشد و در صورتی که میدان بیش از ظرفیت اصلی خود تقاضا داشته باشد از حالت کارا و ایمن بیرون خواهد آمد.
میدان ها اولین بار توسط امریکایی ها مطرح و اولین میدان نیز توسط ویلیام فلفس انو طراحی گردید که به میدان کلومباس[1] معروف است. از ابتدا حق تقدم در میدان ها با وسایل نقلیه ورودی بوده که این امر باعث آشفتگی میدان ها می شد و همچنین به دلیل طراحی بزرگ میدان ، در آنها حرکت های تداخلی زیادی انجام می گردید و علاوه بر فضای زیاد برای احداث، ایمنی آنها نیز کاهش می یافت که به همین دلیل بعدها میدان از علایق امریکایی های خارج گردید تا زمانی که انگلستان قانون حق تقدم وسایل نقلیه گردشی نسبت به وسایل نقلیه ورودی و دستورالعمل هایی برای طراحی میدان های مدرن را وضع نمود. با این کار علاوه بر اینکه میدان ایمن تر می شد، فضای احداث آن کوچکتر و همچنین کاراتر عمل می کرد. سپس کشورهای دیگر نیز از جمله امریکا، استرالیا و … با توجه به قوانین انگلستان دستورالعمل هایی برای خود وضع نموده که روز به روز با انجام تحقیقات میدانی گسترده به تکمیل کردن آن می پردازند.
میدان ها در کشورهای مختلف تقسیم بندی های گوناگون دارند که اغلب این تقسیم بندی ها براساس نوع وسیله نقلیه طرح و محل احداث میدان می باشند. به عنوان مثال در امریکا میدان ها به سه نوع میدان های کوچک، یک خطه و چند خطه تقسیم می شوند، در ایران
نیز میدان های اغلب به دو نوع میدان های تداخلی و تقدمی (مدرن) تقسیم می شوند.
بحث ظرفیت میدان ها نیز همانند سایر تقاطع های شهری از موضوعات مهم در طراحی آنها می باشد. عوامل گوناگونی می توانند بر این ظرفیت اثرگذار باشند که از مهمترین آنها می توان نرخ جریان گردشی و ورودی، نرخ جریان وسایل نقلیه سنگین، حضور عابر پیاده ، رفتار رانندگان در مواجه با میدان و همچنین مشخصات هندسی آن اشاره نمود. از این رو همواره متخصصان سعی براین دارند که با تکیه بر علوم مختلف مهندسی، ریاضی و آمار روش هایی برای ظرفیت میدان ها با توجه به شرایط محلی تعیین نمایند.
2-1- تعریف مسئله و ضرورت آن
ایجاد میدان یکی از روشهای کنترل تقاطع همسطح است. از میدان ها می توان در ورودی شهرها، محله ها و مناطق مسکونی و … برای آرام سازی ترافیک استفاده نمود. اصولا میدان تا زمانی می تواند به صورت کارا عمل کند که از مقدار ظرفیت خود تجاوز نکند، در چنین حالتی میدان دچار آشفتگی خواهد گردید و ایمنی آن نیز کاهش خواهد یافت. تعیین ظرفیت و بررسی عوامل مؤثر بر آن در تعیین شرایط و موقعیتهایی که میدان می تواند بهعنوان کاراترین شیوه کنترل تقاطع های بدون چراغ مطرح باشد، از اهمیت بسیاری برخوردار است. در چند کشور جهان و بهطور خـاص در ایران و در کلانشهر رشت از میدانهای بدون چراغ برای کنترل ترافیک تقاطع ها استفاده می شود. تعیین ظرفیت میدانها و عوامل مؤثر بر آن از قبیل نرخ جریان گردشی، رفتار رانندگان در پذیرش و رد فاصله زمانی عبور، زمان دنبالهروی، تردد عابران پیاده و مشخصات هندسی نظیر شعاع جزیره داخلی، شعاع جزیره بیرونی ، تعداد خط در دور میدان و در هر یک از ورودی ها، از اهمیت بسیار برخوردارند.
برآورد عملکردی و ظرفیتی میدانها یکی از مباحث مطـرح درزمینهی مهنـدسی ترافیـک میباشد. در آنالیز میدانها، بهعنوان نوعی از تقاطع بدون چراغ باید نکات مهمی را در نظر گرفت. یکی از این نکات مهم استفاده از روش ارزیابی ظرفیتی مناسب برای برآورد پارامترهای عملکردی میدان است. همواره به دلیل تفاوت در شرایط ترافیکی و رفتار رانندگان در کشورهای مختلف جهان نمی توان از روش های سایر کشورها به طور مستقیم در تحلیل تقاطع های میدانی کشور استفاده نمود و لزوما این روشها در صورت استفاده باید کالیبره شوند تا با شرایط محلی منطبق گردند. اخیراً در کشورهای آمریکا، اروپا و اقیانوسیه توجه ویژهای به مطالعات امکانسنجی میدان و روشهای مختلف طراحی آن شده است. در این پایاننامه سعی شده است به بحث در خصوص آنالیز و تعیین ظرفیت میدانهای بدون چراغ و بررسی عوامل مؤثر بر آن تحت شرایط ترافیکی میدان های کلان شهر رشت پرداخته شود.
3-1- اهداف تحقیق
به طور کلی هدف از این تحقیق تعیین روش هایی برای تحلیل ظرفیت میدان های بدون چراغ کلانشهر رشت تحت تاثیر عوامل گوناگونی نظیر نرخ جریان گردشی، نرخ تردد عابران پیاده و همچنین رفتار رانندگان در پذیرش و یا عدم پذیرش فواصل عبور می باشد.
امروزه برای تجزیه و تحلیل ظرفیت میدان ها از روش های گوناگون خرد نگر و کلان نگر استفاده می شود و با بهره گرفتن از تحلیل های آماری نظیر رگرسیون مدل هایی برای تعیین ظرفیت میدان ها بدست می آورند. در این تحقیق نیز بدلیل فقدان روشی متحد برای تحلیل ظرفیت میدانها بدون چراغ در کشور، با جمع آوری پارامترهای تاثیر گذار بر روی ظرفیت میدان ، از هردو روش خرد نگر و کلان گر برای تعیین مدل ظرفیت میدان استفاده شده است و در نهایت با توجه به ارزشیابی و اعتبار سنجی مدل های بدست آمده بهترین روش برای تعیین ظرفیت میدان های شهر رشت بدست آمد و از این مدل برای طراحی میدان های در حال احداث و یا تغییر در نوع کنترل تقاطع بهره جست.
4-1- فرضیات
در این تحقیق فرض شده است که کلیه رانندگان همگن بوده و در مواجه با میدان رفتاری مشابه از خود بروز می نمایند . همچنین فرض شده است که همواره وسایل نقلیه گردشی نسبت به وسایل نقلیه ورودی حق تقدم دارند و کلیه مدل ها بر اساس این فرض اساسی شکل گرفته اند. همچنین کلیه ورودی ها در میدان های مورد مطالعه یک خطه و کلیه مسیرهای گردشی دو خطه فرض شده اند و به نوعی مدل ظرفیت برای کل مسیر ورودی میدان ها بدست آمده اند.
[1] Colombus
این تحقیقات در قالب دستورالعملهای کاربردی، در آییننامههای معتبر منعکس شدهاند. لذا در قسمت پایانی فصل، فلسفه بکار گرفته شده در برخی از آییننامههای معتبر در رابطه با نحوه اعمال اثرات دینامیکی رفتار مخازن مرور میشود و مقررات آنها پیرامون مسائل کلی و مهم در حوزه تحلیل دینامیکی مخازن، مورد بررسی و مقایسه قرار میگیرد.
1-1- خسارات وارد شده به مخازن ذخیره مایع تحت بارهای لرزهای
مشاهدات انجام شده در خصوص عوامل موثر بر خرابیهای مخازن ذخیره مایع در هنگام اعمال بارهای لرزهای، بیانگر آسیبپذیری بیشتر مخازن فولادی نسبت به مخازن بتنی میباشد.تجربیات زلزلههای گذشته باعث شده است که آییننامه های معتبر، مقررات خود را برای تحلیل دینامیکی مخازن دائما بهبود دهند. اگر چه مقررات آییننامهای در خصوص بررسی برخی از پدیده ها به درک یکسانی رسیده است، اما فلسفه بکار گرفته شده در آییننامه های مختلف،برای بررسی برخی دیگر از پدیدهها، متفاوت بوده و هنوز جمعبندی یکسانی در رابطه با آنها وجود ندارد. به عنوان مثال اثر سقف مخازن در باز توزیع نیروهای طراحی، نحوه تاثیر عوامل مختلف بر برآورد ارتفاع قسمت آزاد بالای مخازن و یا باز توزیع تنشها در هنگام بلند شدن مخزن و …. از جمله مواردی هستند که هنوز مدل تحلیلی یکسانی برای آنها وجود ندارد.
بنابراین موضوع تحلیل دینامیکی مخازن ذخیره مایع، اگر چه موضوعی آشنا و با پیشینه طولانی است، اما به دلیل تعدد پدیدههای درگیر با آن، هنوز دارای وجوه مبهم بسیاری است که باعث پویایی تحقیقات در این زمینه شده است. از طرفی، حضورپدیدههایی نظیر اندرکنش مایع-سازه و پدیده اندرکنش سازه-خاک بر پیچیدگیموضوع تحلیل دینامیک مخازن و تنوع خرابیهای مشاهده شده در آنها میافزایند. شناخت دقیق انواع خرابیهای ناشی از اعمال بارهای لرزهای در مخازن ذخیره، می تواند دیدگاه اولیهای را در رابطه با زمینه های تحقیق فراهم آورد.
در یک جمع بندی کلی خرابیهای حاصل در مخازن ذخیره مایع در هنگام زلزله را میتوان در انواع ذیل خلاصه کرد.
1- کمانش جداره مخزن در اثر نیروهای هیدرودینامیک ناشی از اندرکنش مایع- سازه
2- خرابی در اثر حرکت سیال مواج در هنگام زلزله و برخورد آن با سقف و قسمت های فوقانی جداره مخزن
3- نشت مایع از مخزن به دلیل ایجاد تنشهای حلقوی بالا در محل اتصالات
4- بلند شدگی مخزن از روی پی (برای مخازن مهار نشده)
5- کمانش ستونهای ثابت میانی که برای نگه داشتن سقف بکار میروند
6- حرکتهای جانبی سازه مخزن (عدم استفاده از اتصالات انعطافپذیر در محل اتصال لولههای ورودی و خروجی مایع با مخزن ممکن است باعث پاره شدن ورق جداره یا خرابی ملحقات مخزن گردد).
1-1-1- خرابی های حاصل از اثرات نیروهای هیدرودینامیک
مهمترین نوع خرابی مشاهده شده برای مخازن ذخیره مایع فولادی، خرابی ناشی از کمانش جداره مخزن میباشد. این کمانش در اثر نیروی هیدرودینامیک فشاری حاصل از لنگر خمشی تولید شده در هنگام زلزله بوجود میآید. در حالت کلی دو نوع کمانش در جداره مخازن فولادی گزارش شده است. کمانش جداره ممکن است در حالتی که جداره چندان ضخیم نیست، قبل از جاری شدن کامل مصالح رخ دهد که به این نوع کمانش، کمانش لوزی شکل یا الماسی گفته می شود.
همچنین کمانش ممکن است با جاری شدن مصالح همراه باشد که به آن کمانش پافیلی میگویند. این دو نوع کمانش از لحاظ فلسفه تشکیل، محل وقوع و شکل ظاهری با یکدیگر تفاوت دارند.
1-1-1-1- کمانش لوزی شکل
همانطور که اشاره شد این نوع کمانش در حقیقت نوعی از کمانش الاستیک است (که البته میتواند غیر الاستیک هندسی نیز باشد) که بدلیل تنشهای فشاری محوری ناشی از بارهای هیدرودینامیک لرزهای حاصل میگردد. این نوع کمانش معمولا در مخازن با نسبت ارتفاع به شعاع بزرگ و در محل یک سوم پایینی جداره رخ میدهد. یعنی در جایی که تنشهای ناشی از فشار هیدرواستاتیک نسبت به تنش تراز کف جداره کوچکتر هستند. مقدار تنش فشاری برای ایجاد چنین کمانشی را میتوان از تئوری کمانش خطی بدست آورد. مقدار تنش بحرانی کمانش برای استوانه پوستهای تحت فشار محوری خالص برابر با مقدار زیر بدست میآید.
که E مدول الاستیسیته و t ضخامت پوسته و R شعاع مخزن میباشد. این مقدار تئوریک را نمیتوان به عنوان تنش مجاز فشاری در مخازن تحت بارهای دینامیکی بکار گرفت. زیرا در مخازن تحت بار زلزله، اولا تمام پوسته تحت فشار یکنواخت قرار ندارد. ثانیا وجود فشار داخلی مایع باعث ایجاد تنشهای محیطی در جداره مخزن می شود و این تنشهای محیطی بر مقاومت جداره در مقابل تنشهای فشاری تاثیر گذارند. ثالثا جداره مخزن دارای نقایص اولیه است که در روند ساخت بوجود آمده و نمیتوان آن را یک ماده یکنواخت فرض کرد. بنابراین اثرات این سه عامل یعنی عیوب اولیه، فشار داخلی مایع و عدم یکنواختی تنشهای فشاری را باید در رابطه تئوریک وارد کرد.
اثرات ناشی از عیوب ساخت موجود در جداره، تنشهای مجاز فشاری را به طرز چشمگیری کاهش میدهد. اما فشار هیدرودینامیک مایع در داخل پوسته، باعث کاهش اثرات ناشی از عیوب اولیه شده و از این طریق به افزایش تنش مجاز فشاری کمک می کند. همچنین عامل سوم یعنی عدم یکنواختی تنشهای فشاری ناشی از لنگر خمشی، احتمال همزمان شدن تنش فشاری بیشینه در محل حضور عیوب اولیه را کمتر کرده و باز هم باعث افزایش تنش مجاز فشاری میگردد. با این حال اثر منفی عامل اول یعنی عیوب اولیه بسیار زیاد است و اثرات مثبت دو عامل دیگر را خنثی میکند. در نتیجه تنش فشاری مجاز در حالت کمانش الاستیک عملا کمتر از مقدار پیشنهادی رابطه (1-1) میباشد. در شکل (1-1) نمونههایی از کمانش الماسی یا لوزی شکل نشان داده شده است.
2-1-1-1- کمانش پافیلی
صورت دیگری از کمانش وجود دارد که معمولا در ناحیه پایین مخازن کوتاه با نسبت ارتفاع به شعاع مخزن کوچکتر از یک رخ میدهد. این کمانش در اثر ترکیب تنشهای محیطی ناشی از فشار داخلی مایع و تنشهای فشاری ناشی از زلزله ایجاد میگردد. با توجه به مطالعات انجام شده توسط محققین قبلی [1]، کمانش پافیلی در اثر مشارکت تنشهای قائم و تنشهای حلقوی کششی، بوجود میآید[2]. باید دقت کرد که در کمانش پافیلی، ابتدا مصالح جاری شده و سپس کمانش پلاستیک رخ میدهد. در حالی که در نوع الماسی، جداره مخزن قبل از جاری شدن مصالح کمانش می کند. همچنین باید دقت کرد که فشار داخلی مایع به جداره در حالت کمانش الاستیک نقش مثبت دارد و باعث می شود که اثرات عیوب اولیه کمتر و تنش مجاز فشاری بیشتر شود. اما در مورد کمانش پافیلی، فشار داخلی نقش منفی داشته و باعث کاهش تنش مجاز میگردد. شکل(1-2) چند نمونه از کمانش پافیلی را نشان میدهد.
در یک جمعبندی کلی میتوان گفت که کمانش الاستیک بیشتر برای مخازن لاغر و بلند که نسبت شعاع به ضخامت آنها پایین است، رخ میدهد. اما کمانش پافیلی بیشتر برای مخازن کوتاه و پهن با نسبت ارتفاع به شعاعِ کمتر از یک رخ میدهد.
2-1-1- خرابیهای حاصل از حرکت امواج مایع در محل سطح آزاد سیال
در هنگام وقوع زلزله قسمتی از مایع مخزن به صورت رفت و برگشتی و با پریودی به مراتب طولانیتر از پریود زلزله در حرکت است. این قسمت از مایع، باعث ایجاد امواج سطحی در محل سطح آزاد می شود که این امواج ممکن است با سقف و جداره بالای مخزن برخورد کنند. نحوه خرابی مخازن با سقف ثابت و شناور در مواجه با پدیده امواج مایع، متفاوت است. در حالت کلی خرابیهای ناشی از حرکت مایع مواج در بالای مخزن را می توان به شکل زیر خلاصه کرد.
1- در مورد مخازن با سقف ثابت، ممکن است برخورد مایع مواج با جداره و سقف مخزن، باعث کمانش آنها در محل نزدیک به سقف شود (شکل1- 3 ، 1-4 ، 1-5 ، 1-6 ).
2- برای مخازن رو باز،فوران مایع از بالای مخزن، ممکن است باعث ایجاد آلودگیهای زیست محیطی شود. این مورد خصوصا در مورد مخازن ذخیره مواد سمی حائز اهمیت است (شکل1-7 ).
3- در برخی موارد، برخورد مایع با سقف باعث جاری شدن اتصالات بین سقف و جداره میگردد.
4- در هنگام وقوع زلزله، سیال درون مخزن حرکتهای بزرگی از خود نشان میدهد که ممکن است باعث خروج مایع از سقف شناور مخزن گردد و یا در اثر حرکت سقف مخزن، جرقههایی در محل اتصال جداره و سقف بوجود آید که در این مورد امکان وقوع آتشسوزیهای بزرگ وجود دارد (شکل1-8).
جدول (1-1) به شکل مطلوبی خرابیهای مشاهده شده در برخی مخازن ذخیره مایع را در اثر وقوع زلزلههای اخیر دسته بندی کرده است[3].
به منظور جلوگیری از خرابیهای لرزهای مذکور، که در اثر برخورد امواج سطحی مایع با سقف مخزن بوجود میآیند، معمولا یک ارتفاع آزاد در بالای مخازن پیشبینی میشود تا از برخورد سیال با سقف جلوگیری به عمل آید. بنابراین یکی از نیازهای اصلی طراحی ایمن، تخمین دقیق ارتفاع فضای خالی بالای سطح آزاد میباشد. این موضوع جهت جلوگیری از خرابی سقف مخزن و یا بیرون ریختن مایع ضروری است. همچنین فشار حاصل از ضربه امواج سطحی، ممکن است در لنگر کلی واژگونی و افزایش امکان بلندشدگی و کمانش جداره مخزن تاثیرگذار باشد. ماکزیمم ارتفاع امواج سطحی، معمولا بر اساس شتاب جرم مواج مایع در مد اصلی تغییر شکل مایع، محاسبه میگردد. همچنین پریود اصلی موج، نوع خاک محل، شتاب ماکزیمم زمین، اندرکنش مولفههای مختلف زلزله، میزان میرایی در نظر گرفته شده برای مایع و ابعاد هندسی مخزن، از جمله عواملی هستند که باید در محاسبه میزان ارتفاع آزاد مایع لحاظ گردند.
خسارات وارد بر ساختمانهای مختلف بر اثر زمینلرزه، به صورت كلی ناشی از دو عامل اساسی است كه عبارتاند از:
– رانش نسبی طبقات ساختمان نسبت به یكدیگر
– شتاب ایجادشده در کفهای ساختمان
تغییر شكل طبقات ساختمان، در ارتفاعات مختلف، ایجاد رانش نسبی میكند. از آنجائیكه طبقات در یک زمان و با یک سرعت حركت نمیكنند، لذا در هنگام وقوع زلزله یک جابجایی نسبی افقی بین آن ها به وجود میآید. حتی گاهی بر اثر تغییر جهات نیروی وارده بر ساختمان، به علت همسان نبودن انتقال نیرو به تمامی طبقات، طبقات ساختمان در جهات مختلف حركت میكنند كه باعث تخریب دیوارهای جداساز داخلی، شكستن پنجرهها و انهدام تأسیسات خدماتی ساختمان شده، امكان بهرهبرداری از آن را سلب نموده، خسارات قابلتوجهی وارد میسازد. همچنین شتاب ناشی از زلزله به کفهای ساختمان كه محل تمركز جرم سازه میباشند منتقل میشود و در هر كف، شتابی متناسب با جرم آن به وجود میآید.
این شتاب طبقاتی به ساكنین ساختمان و دستگاههای حساس نصبشده آسیب رسانده و موجب ایجاد خسارت میگردد. در ساختمانهای ویژه كه بهرهبرداری از تجهیزات نصبشده داخلی هدف اصلی از احداث آن ها را شامل میشود، خسارات وارده به تجهیزات فوق به مراتب بیشتر از خسارات وارده بر سازه اصلی است.
لذا مسئله اصلی به منظور تأمین مقاومت لرزهای بالای یک ساختمان، چگونگی به حداقل رساندن تغییر مكان بین طبقهای و شتابهای طبقات است.
تغییر مکانهای طبقهای زیاد سبب خسارت دیدن اجزای غیر سازهای و تجهیزات متصلکننده طبقات میشود كه میتوان آن را با افزایش سختی كاهش داد؛ اما این عمل سبب تقویت و تشدید حركت زمین میشود كه به نوبه خود سبب افزایش شتاب طبقات شده و منجر به خسارت دیدن تجهیزات حساس داخلی میشود. شتابهای طبقات را میتوان با نرمتر كردن سیستم كاهش داد؛ اما انعطافپذیری بیش از حد موجب تغییر مکانهای قابلتوجه در تراز طبقات و خرابیهای وسیع ناشی از آن و عملكرد نامناسب سازه تحت اثر نیروی باد و زلزلههای كم قدرت شده و از سوی دیگر مستلزم طراحی و هزینه اضافی جهت تعبیه نرمی مورد نظر در اعضاء و اتصالات سازه میگردد. محدودیتهای فوق به خوبی نشان میدهد كه شیوه موجود طراحی ساختمانها در برابر زلزله، طراحی مطلوب و ایدهآل سازهها را به دست نخواهد داد. مسئله فوق به خصوص در مورد سازههای ویژه كه انتظار بهرهوری بالایی در شرایط پس از زلزله در مورد آن ها وجود دارد، صادق است. لذا روش دیگری كه از اوایل قرن حاضر مطرح بوده و در دهه های اخیر به علت در دسترس قرار گرفتن امكانات مختلف چه از نظر تكنولوژی ساخت و چه از نظر دانش مهندسی در خصوص تحلیل، طراحی و اجرا برای مقاوم ساختن سازهها در برابر زلزله به عرصه عمل وارد شده است، جداسازی در برابر زلزله یا جداسازی لرزهای است هدف اصلی در این روش جلوگیری از انتقال مستقیم نیروی زلزله از پی به سازه است. استفاده از جداساز، تنها راه عملی كاهش همزمان تغییر مكان بین طبقهای و شتابهای طبقات است و با كمتر كردن تغییر مکانهای حاصله در تراز جداساز، نرمی مورد نیاز سازه را فراهم میكند.
به عبارت دیگر جداسازی لرزهای یک روش نوین برای طراحی ساختمانها در برابر زلزله است كه مبنای آن كاهش نیروهای وارد به سازه در اثر زمینلرزه، به جای افزایش ظرفیت سازه برای تحمل بارهای جانبی است. اساس این روش كاهش پاسخها، به وسیله افزایش زمان تناوب
و میرایی در سازهاست. همچنین كاربرد این روش موجب میشود كه تغییر شکلهای سازه در محدوده الاستیک باقی بماند كه این مساله به سطح ایمنی سازه خواهد افزود.
در این روش تنها برای ایجاد صلبیت جانبی سازه در برابر بارهای جانبی مانند بار باد و بارهای بهرهبرداری، یكسری عناصر باربر جانبی در حداقل نیاز توصیه میشود.
در این روش چون سهم اندكی از نیروی زلزله به سازه وارد میشود، نتایج زیر را میتوان انتظار داشت:
– تغییر مكان طبقات و تغییر مکانهای نسبی طبقات كاهش مییابد.
– كاهش قابلملاحظهای در شتاب طبقات به وجود میاید.
– خسارات سازهای و نیز خسارات غیر سازهای به طور محسوسی كاهش مییابد.
– از مقاطع با ظرفیت کمتر استفاده میشود.
مفهوم جداسازی لرزهای منبعی غنی از تحقیقات نظری را هم در زمینه دینامیک سیستمهای سازهای جداشده و هم در زمینه مكانیک خود سازهها فراهم ساخته است. این تحقیقات نظری كه به طور وسیعی در مجلههای مهندسی سازه و زلزله منتشرشدهاند، سبب پیدایش توصیههای طراحی برای سازههای جداسازی شده و نیز ضوابط طراحی جداسازها شده است. امروزه كشورهای متعددی آئین نامههای طراحی برای سازههای جداساز شده ارائه میدهند. كشورهایی نظیر آمریكا، ژاپن، ایتالیا و نیوزیلند در این زمینه پیشرو بوده و هر كدام آئین نامه خاص خود را دارا است.
1-1- پیشینه تحقیق
1-1-1- كانكو و همكاران (1990) یک بررسی مقایسهای در رابطه با خصوصیات دینامیكی و مفید بودن چهار نوع سیستم جداسازی ارتعاشی یعنی سیستم تكیهگاه لاستیكی لایهای با میر اگر روغنی، سیستم تکیهگاه لاستیكی با میرایی بالا، تکیهگاههای سربی، لاستیكی و تکیهگاههای لاستیكی لایهای با سیستم میر اگر فولادی را ارائه كردهاند.
1-1-2- همچنین تسای و کلی (1989) رفتار یک سازه را بر روی جداساز خطی که به صورت جرم پایه و فنر خطی در پایه ومیراگر مدل شده است، به صورت آشفتگی نسبت به فرکانسها وشکلهای مودی در سیستم با پایه ثابت بررسی کردهاند.
1-1-3- تسای و کلی (1988) رفتار غیر کلاسیک مودهای جداسازی شده را مورد بررسی قرار دادهاند و برای سازه جداسازی نشده دو مود در نظر گرفتهاند.
1-1-4- آندریانو و کار (1991) اخیراً مطالعه اصولی در ارتباط با توزیع نیروهای جانبی در سازههایی با جداسازی غیرخطی انجام دادهاند.
2-1- کلیات
همیشه یک سؤال مطرح است و آن این است كه: چرا ما با زلزله مقابله میكنیم؟
و جوابی كه داده میشود، آن است كه از ضررهای جانی و مالی كه بر اثر زلزله به وجود میآید جلوگیری شود. هر روزه مهندسان و طراحان و دانشمندان درصدد به دست آوردن مصالح مقاومتر نسبت به قبل و به وجود آوردن راهها و طراحیهای جدید برای جلوگیری از این ضررهای مالی و جانی هستند. هر روزه مهندسان برای مقاومسازی سازهها و راهها آئین نامههای جدیدی را ارائه میدهند تا سازههایی كه قرار است ساخته شوند مقاومت لازم برای مقابله با زلزله و در نهایت آن داشتن كمترین خسارت را داشته باشند؛ اما آیا سازههایی كه انسان بدین صورت میسازد (مقابله با زلزله) همیشه و در هر نوع زلزلهای میتواند در مقابل زلزلههای گوناگون مقاومت كند یا خیر؟
ما میدانیم كه یكی از راههای مقاومسازی سازهها، كم كردن بار ساختمان است؛ اما از طرفی هم میدانیم كه از بارهای زنده در ساختمان نمیتوان كم نمود. بنابراین باید از بارهای مردهی ساختمان تا حد امكان كم كرد كه منظور همان بارهای سازهای است. امروزه راههای گوناگونی برای كم نمودن و سبک سازی بارهای سازهای ساختمان ارائه شده است این روش یكی از راههای مقاومسازی سازهها در برابر زلزله است، اما آیا همیشه میتوان این راهها را ادامه داد؟ در شکل (1-1)، سیستم سازهای نشان داده شده است که یکبار جداسازی در پی صورت گرفته و در ساختمان مشابه سیستم جداسازی بین طبقات قرار داده شده است.
به همین دلیل، دانشمندان و مهندسان در صدد برآمدند كه روشهای جدیدتری را برای جلوگیری از خسارات زلزله ارائه دهند. یكی از روشهای ارائهشده، جذب انرژی زلزله است. از مفیدترین راههای كنترل و كاهش ارتعاشات سازه بهکارگیری سیستمهای جداسازی تودهای است. در شکل (1-2) سیستم سازهای بر روی جداساز لاستیکی با هسته سربی نشان داده شده است.
در مواقعی كه زلزله به وقوع میپیوندد سازه جای این كه مثل یک جسم صلب با نیروهای زلزله مقابله كند. در ارتعاشات با زلزله همراه میشود و نیروهای زلزله را جذب میكند و سازه میراییهایی كه زلزله به سازه میدهد را در درون خود خنثی میكند و این همان میرا كردن سازه است.
میرایی در پیها به دو بخش كلی تقسیم میشود:
1- میرایی در طبقات
2- میرایی در پیها
3-1- مقابلها همراهی (جذب) نیروهای زلزله:
مقابله با نیروهای زلزله در سازهها كه پیها و سازهها به صورت یک جسم صلب ساختهشده و در برابر نیروهای زلزله و باد مقاومت میكنند. این سازهها برای یک زلزله طرح محاسبه میشوند و اگر یک زلزله بیشتر و یا همان زلزله طرح به وقوع بپیوندد ممكن است كه خرابیهای زیادی در سازه نداشته باشیم؛ اما خرابیهایی كه در سازه خواهیم داشت، دیگر سازه را قابلاستفاده نمیكند. یعنی با وقوع یک زلزله، دیگر ساختمان جایی برای زندگی كردن نیست و باید به دنبال یک مسكن یا سرپناه جدید باشیم، كه این خود مقرون به صرفه نیست.
اما همراهی یا جذب نیروهای زلزله این امكان را به ما میدهد كه اگر زلزله به وجود آید، ما میتوانیم كمترین خسارت را داشته باشیم و اگر خسارتی دیده باشد میتوان با تعویض آن قطعه، سازه دوباره مورد استفاده قرار گیرد كه این خود یک مزیت بسیار بزرگ است.
اما باید این نكته را مدنظر داشت كه سازههای استاتیكی از نظر قیمت هزینهی كمتری نسبت به سازههای دینامیكی دارند؛ اما با وقوع یک زلزله باز هم میتوان این نتیجه را گرفت؟ آیا با از بین رفتن یک انسان باز هم میتوان این موضوع را مدنظر داشت؟
همان طور كه چندی پیش بر اثر وقوع یک زلزله در شهر بم ما چندین هزار از هموطنهایمان را از دست دادیم و در ژاپن با داشتن یک چنین سازهای حتی ساكنان ساختمان وقوع زلزله را احساس نكردند.
برای افزایش کار آیی جداسازهای لرزهای میتوان با بهره گرفتن از روشهای كنترلی مختلف، پارامترهای جداساز لرزهای را تحت كنترل درآورد و با بهینهسازی آن ها بهترین پاسخ را برای سیستم به دست آورد. در شکل (1-5) نمونهای از کاربرد سیستم جداسازی در سازه نشان داده شده است.
زلزله یک پدیده طبیعی است که تأثیرات گستردهای بر زندگی بشری دارد. متأسفانه کشور ایران در حال حاضر درصدر کشورهایی است که وقوع زمینلرزه در آن با تلفات بالایی همراه است. زلزله خیز بودن اکثر نقاط کشور و بالا بودن میزان خطر لرزه پذیری مناطق مختلف، مساله دیگری است که اهمیت مساله کیفیت را در ساخت و سازها دو چندان می کند.در کشور ما در فاصله زمانی هر 10 سال، یک زلزله با بزرگی بیش از 5/6 ریشتر رخ می دهد و این خود زنگ خطری برای همه دست اندرکاران ساخت و ساز می باشد.آیین نامه2800، مدارس را در زمره ساختمان های با اهمیت زیاد در نظر گرفته و ضریب ایمنی بالاتری را برای فضاهای آموزشی، نسبت به ساختمان های دیگر، اعمال می کند.[1]با توجه به حضور هزاران معلم و دانش آموز در این فضاها، توجه به استحکام سازه ای ساختمان مدارس از اهمیت بالایی برخوردار است.
اجرای بهسازی لرزه ای ساختمانهای آموزشی یکی از اولویتهای اصلی دولت بعد از وقوع زلزله بم به شمار میرود. این واقعه توجه دولتمردان را به این نکته جلب کرد که بهسازی ساختمانهای آموزشی در كشور ایران یک ضرورت تاریخی است كه اگر پاسخ مناسب به آن داده نشود درمقابل نسلهای آتی كشور كه متاثر از این حادثه میگردند مسئول خواهند بود. لذا این امر منجربه تخصیص اعتبارات دربخشهای مختلف كشور به منظوربهسازی شریانهای اساسی وساختمانهای عمومی كشورازجمله طرح تخریب وبازسازی وبهسازی مدارس فرسوده كشورگردید. درراستای تحقق این امر سازمان نوسازی مدارس کشوربعنوان متولی امر مقدس مدرسه سازی ؛ مقاومسازی مدارس موجود وهمچنین ارتقاء ضریب ایمنی مدارس در دست اجرا را در دستور کار خود قرار داده است[2]. با توجه به اهمیت بالای این موضوع , بررسی مشکلات پیش آمده در مسیر بهسازی لرزه ای(مقاومسازی) واولویت بندی کردن آنان وارائه راهکار در مورد آن از ضروریات امر می باشد که مادر این تحقیق برانیم به این مهم دست یابیم.
2-1- اهمیت موضوع
از اقدامات مهم و تأثیرگذار در کاهش خطرپذیری کشور در برابر زلزله،تخریب بازسازی و بهسازی لرزهای ( مقاومسازی) ساختمانهای موجود است که چند سالی است که در دستور کار قرار گرفته و با حمایت دولت و مجلس شورای اسلامی، اعتبار مناسبی برای مقاوم سازی و بازسازی مدارس خطرآفرین کشور اختصاص یافته است .تجربه واقعه اندوهناک زلزله شهر تاریخی بم علاوه بر اینکه واقعیت فاجعه ناشی
از فرسودگی وقدمت ساختمانها را آشکار نمود؛متذکر گردید که مدارس احداثی سالهای اخیرمی تواند بعنوان پایگاه امن ومقاوم وماندگار در امر امداد وکمک رسانی زلزله زدگان ویا بازماندگان دیگر حوادث غیر مترقبه مورد استفاده قرار گیرد.با این اوصاف بودجه ای در اختیار سازمان نوسازی مدارس کشور قرار گرفت تا برای تخریب وبازسازی ومقاوم سازی مدارس بدون استحکام در سراسر کشور هزینه نمایند.
از سال 85 سازمان نوسازی مدارس بعنوان متولی این امر قدم به میدان گذاشته وتاکنون ساختمانهای آموزشی زیادی رادر سطح کشور مقاوم نموده که گاها” بعلت عوامل مختلفی این امر متوقف ویا به کندی پیش رفته است.با توجه به اهمیت بالای این موضوع عنوان تحقیق بررسی مشکلات پیش آمده در این مسیر وارائه راهکار در مورد آن می باشد. در ریشه یابی علت این مساله، عموما هر یک از طرفین درگیر در ساخت پروژه، دیگری را مقصر می داند. کارفرما و مشاور، پیمانکار را مسئول این مساله می دانند و پیمانکار آن دو را. اما برای اصلاح این وضعیت باید همه جوانب را در نظر گرفت. مسائل اساسی و بنیادینی نیز وجود دارد که از حیطه اختیارات طرفین خارج است. برای گرداوری مشکلات از ایده ونظرات مسئولین مقاومسازی نوسازی های مراکز استان ومسئولین وپیمانکاران دست اندرکار استفاده وبه تفسیر و ارائه راهکار جهت آن می پردازیم.
3-1- بیان مسأله
در حال حاضر متولی اصلی طرح مقاومسازی ,تخریب بازسازی مدارس کشور سازمان نوسازی,توسعه وتجهیز مدارس کشور به شمار میرود.در طی سالهای گذشته از سال1385فعالیتهای مختلفی در خصوص اجرای مقاومسازی توسط آن سازمان صورت پذیرفته که به صورت خلاصه در ادامه آمده است.
در این تحقیق برآنیم تا از ایده ونظرات مسئولین مقاومسازی ادارات نوسازی استا نها و مسئولین و پیمانکاران دست اندرکاربهره مند شده تا در مورد مشکلات این طرح ؛به طور مثال همکاری بهره برداران مدارس، عدم تخصیص بودجه، مشکلات اجرایی، عدم تجربه پیمانکاران آگاهی کاقی بدست آوریم.در این بررسی مطمئنا مشکلات در شرایط جغرافیایی و زمانی متفاوت و برای همه مدارس یکسان نخواهد بود وحتی نوع اسکلت و اجرای طرح بهسازی لرزهای نیز باعث مغایرتهایی خواهد شدکه باید به آن توجه نمود.
در ضمن در حین مراحل اجرایی پروژه از مطالعه تا اجرا نیز مسائل غیر قابل پیش بینی بوجود خواهد آمد که کل مسیر پروژه را تحت الشعاع قرار خواهد دادکه با بررسی آن می توان به برنامه ریزی دقیقی دست یافت.
در این پژوهش سعی شده است با نگاهی جامع نگر، چالشها و مشکلات پیش روی اجرای مقاومسازی فضاهای آموزشی در سازمان نوسازی مدارس شناسایی واولویت بندی نماید. این پژوهش می تواند به مسئولین سازمان نوسازی مدارس کشور، ادارات کل نوسازی مدارس استانها و بخصوص اداره کل نوسازی مدارس استان یزد کمک کند تا با شناسایی و اولویت بندی مشکلات فراروی مقاومسازی و بکارگیری تمهیدات لازم، از بروز آنها پیشگیری نموده و یا نسبت به رفع آنها اقدام نمایند.
نتایج این پروژه همچنین می تواند به مدیران سازمان های دولتی و غیر دولتی مانند راه و شهرسازی، بنیاد مسکن و… که در آینده به سمت مقاومسازی پروژه های مهم دولتی پیش میروند ؛یاری رسانده و در راستای بالابردن کیفیت پروژه ها و دستیابی به اهداف کیفی با حداقل هزینه و در کمترین زمان، یاری رساند.
4-1- هدف
بدلیل نیاز مبرم کشور به انجام پروژه های مقاومسازی وحجم سرمایه گذاری دولتی وخیرین در نوسازی مدارس ؛باید به مشکلات پیشروی این سیستم واقف شده وجهت رفع آنان اهتمام بورزیم .در واقع این مورد نقش حیاتی وکلیدی در پیشبرد پروژه های مقاومسازی آتی را به سوی موفقیت ایفا میکند.باتوجه به موارد فوق با اجرای این تحقیق می توان به موارد زیر دسترسی پیدا نمود:
– شناسایی عوامل موثر در اجرای مقاومسازی ساختمانهای آموزشی
– بررسی وشناخت چالشها ومشکلات اجرای مقاومسازی مدارس
– اولویت بندی عوامل موثر در بروز مشکلات با توجه به عوامل بیرونی ودرونی سازمانی
– ارائه راهکارهای پیشنهادی جهت رفع مشکلات وچالشهای بوجود آمده در مقاومسازی مدارس
زمین لرزه پدیده ای طبیعی و غیر قابل اجتناب است که به خودی خود سبب تلفات جانی و مالی نمی باشد، بلکه در کنش حرکات زمین با محیط های ساخته ی دست بشر است که عدم توانایی در مقاومت ساخته ها باعث خسارت جدی می شود. در پی زمین لرزه ها علاوه بر تلفات جانی، ثروت ملی نیز به هدر رفته و بار مالی زیادی بر اقتصاد کشورها بوجود می آید که این امر در مورد کشور هایی با اقتصاد زودشکن اثرات جدی و دراز مدت به جا می گذارد (ناطق الهی،1390).
كشور ایران از نظر لرزه خیزی در یكی از فعال ترین مناطق جهان قرار گرفته است. در سالهای اخیر به طور متوسط در هر پنج سال یک زمین لرزه شدید در نقطه ای ازكشور اتفاق افتاده كه باعث خسارات جانی و مالی بسیاری شده است (حمره، 1387)، پل ها به عنوان سازه های استراتژیک ومهم و به واسطه آن که یکی از عناصر مهم در شریان های حیاتی هستند، باید به گونه ای طراحی شوند که در مدت زلزله و بعد از آن هم بتواند عملکرد خود را داشته باشد، عدم تخریب پل و خارج نشدن از بهره برداری پس ازیک زمین لرزه شدید ازبسیاری تلفات جانی و اقتصادی پس از حادثه خواهد کاست (زارع برزشی، 1391).
در چند دهه گذشته بموازات توسعه راه های کشور حجم قابل توجهی از بودجه های مربوطه جهت پل ها اختصاص یافته است. متاسفانه علی رغم پیشرفت های فن آوری در مهندسی مواد هنوز این سازه ها با گذشت زمان به دلایل مختلف از جمله شرایط محیطی نامناسب و ترافیک سنگین و حوادث طبیعی دچار خرابی های متعددی می شوند. این خرابی ها در صورت عدم توجه به موقع علاوه بر کاهش سطح بهره برداری و عمر مفید سازه هزینه های تعمیر و نگهداری را شدیدا افزایش خواهد داد. که اهمیت بکارگیری روش های منطقی و سینماتیک در مدیریت نگهداری پل ها به منظور حفظ ایمنی استفاده کنندگان از پل و جلوگیری از هدر رفتن سرمایه های کشور را نمایان می سازد (رهگذر،1387). بنابراین دست یابی به روش یا روش هایی جهت بهسازی لرزه ای پل هایی که در برابر زلزله به اندازه کافی مقاوم نیستند می تواند بسیار مهم باشد (مرادی، 1390).
برای بهسازی، روش های مختلفی مانند مرمت موضعی، استفاده از پوشش بتنی، استفاده از پوشش فولادی و غیره تحت عنوان “ روش های کلاسیک ” وجود دارد. یکی از روش های نوینی که در سال های اخیر مورد توجه صنعتگران قرار گرفته است، مقاوم سازی یا بهسازی ساختمان های موجود با بهره گرفتن از کامپوزیت ها می باشد. در این زمینه تحقیقات زیادی صورت گرفته و آیین نامه هایی مقدماتی نیز برای استفاده از آنها تهیه شده است (ناطق الهی، 1385). این مواد به دلیل داشتن مقاومت كششی بالا، ابزار مناسبی جهت افزایش ظرفیت اعضای بتنی و بنایی به شمار می آیند. امروزه دركشورهای پیشرفته حجم بالایی از بهسازی و تقویت سازه های بتنی و بنایی با بهره گرفتن از این مواد انجام می پذیرد (حمره، 1387).
2-1- بیان مسأله
در این پایان نامه به مقاوم سازی پایه پل های بتنی با ورقFRP تحت بار دینامیکی زلزله پرداخته خواهد شد، پایه های پل با ابعاد واقعی ومحصور شده با FRR درنرم افزار ABAQUS مدل سازی می شود، برای تحلیل پایه تحت بار زلزله از تحلیل دینامیکی غیر خطی استفاده شده است تا اثرFRP بر روی پایه های پلی که تحت شتاب نگاشت هستند مورد بررسی قرار گیرد.
3-1- پیشینه تحقیق
تكنولوژی استفاده از ورق هایFRP در مهندسی عمران اولین بار در سال 1984در سوئیس توسط پروفسورMeier مطرح و مورد آزمایش قرار گرفت كه در آن ورق های Carbon FRP (CFRP) جهت مقاوم سازی تیرهای بتنی آزمایش شدند. بزرگ ترین مزیت FRPنسبت به فولاد داشتن نسبت مقاومت به وزن بالای آن می باشد. كاتسوماتا و همكارانش در سال1987 و 1988 روش استفاده ازFRP را جهت مقاوم سازی ستون های بتنی مسلح ارائه دادند.
یکی از روش های معمول جهت مقاوم سازی و افزایش ظرفیت باربری ستون های بتن آرمه، ایجاد روپوش پیرامونی، جهت محدود نمودن انبساط عرضی ستون بارگذاری شده است. این شیوه علاوه بر جلوگیری ازکمانش آرماتورهای طولی ستون، با به تعویق انداختن جداشدگی پوسته بتنی، انهدام ستون را نیز به تاخیر می اندازد.
مطالعات پیرامون روش مقاوم سازی ستون های بتن آرمه در ابتدای قرن بیستم و در مورد ستون های مقاوم شده با روپوش فولادی صورت پذیرفت. این مطالعات نشان داد که وجود دورپیچ پیرامون ستون، سبب افزایش مشخصه های باربری آن می گردد اثر نامطلوب شرایط محیطی بر روپوش های فولادی و مراحل دشوار و زمان بر ایجاد این روپوش ها، سبب گردید که صفحات کامپوزیتی از جنس پلیمرهای مسلح شده با الیاف موسوم به ورقه هایFRP از بدو پیدایش به تدریج به عنوان جایگزین روکش های فولادی مورد استفاده قرار گیرند.
تحقیقات آزمایشگاهی و نرم افزاری زیادی در زمینه بهسازی ستون های بتنی با FRPدر ایران نیزانجام شده است:
1- برقی، مصطفی و حداد، میثم، 1387، ارزیابی تقویت خمشی پایه پل بتن آرمه توسط GFRP تحت بارگذاری دوره ای، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی.
در این تحقیق مدل ابعاد واقعی پایه یک پل به مقطع دایره ایجاد شده و رفتار آن تحت بارگذاری دوره ای تك محوره (بارگذاری همزمان ثقلی وجانبی قرار گرفته كه بارگذاری جانبی آن به صورت دوره ای می باشد) بررسی شده که در این تحقیق ستون معرفی شده توسط ورقه GFRP به ضخامت 1 میلی متر) در طول كل ستون) دورپیچ شده است، پوش منحنی هیسترزیس برش پایه در دو حالت بدون محصور
شدگی و با محصورشدگی توسطFRP رسم شد نتایج بدین صورت می باشد:
آ. پوشش تقویتی GFRP(با ضخامت 1 میلی متر)باعث بالا بردن ظرفیت خمشی پایه پل های بتن آرمه به میزان 8% شده است.
ب. اصلی ترین خاصیت پوشش تقویتی GFRP، افزایش كرنش گسیختگی به میزان 50 % كه منجر به شكل پذیری و اتلاف انرژی بیشتر می شود و نیز عملكرد لرزه ای ستون را بهبود می بخشد.
2- صالحیان، حمید رضا و اصفهانی، محمد رضا “بررسی آزمایشگاهی مقاومت ستون بتنی محصورشده با GFRP تحت اثر توام نیروی محوری و لنگر خمشی و مقایسه با مدل های تئوری” ،1388.
در این تحقیق نمونه های آزمایشگاهی ستون با مقطعی مربعی شکل بررسی شده اند این تحقیق نشان می دهد که اعمال لنگر خمشی بر نمونه ستون های محصورشده با FRP علاوه بر اندرکنش بار فشاری و لنگر خمشی، اثر کاهنده ای بر مقاومت فشاری بتن محصورشده می گذارد. اعمال لنگر خمشی بر مقطع ستون، سبب توزیع غیر یکنواخت تنش فشاری وارد بر مقطع و انبساط عرضی آن می گردد به همین دلیل استفاده از روابط تخمین مقاومت فشاری بتن محصور شده، با افزایش لنگر خمشی، به پاسخ های غیر واقعی و فاقد اطمینان می انجامد.
3- جلال، مصطفی” ارزیابی ظرفیت باربری پل های بهسازی شده با کامپوزیت FRP”1388.
در این مقاله، گزیده راهكارهای ارزیابی عملكرد یک پل بهسازی شده با بهره گرفتن از مصالح كمپوزیتی جدیدارائه گردیده است. به این منظور، ابتدا یک سیستم سنجش عملكرد ایجاد شده و اندازه گیری های سنجش عملكرد به منظور ارزیابی پارامترهای مختلف مشخص گردید، سپس یک الگوریتم نقص یابی و شناسایی سیستم به منظور كمی سازی مقادیر هدف، انتخاب شده و در نهایت نتایج فعالیت های بهسازی به منظورسنجش تغییرات عملكرد پل، مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در نهایت پس از اتمام كار بهسازی، نتایج به منظور تعیین وقوع یا عدم وقوع هرگونه تغییر در عملكرد پل، مورد ارزیابی قرار گرفت، این روش افزایش در سختی سازه را در دوره زمانی سوم دسامبر 1999 تا می 2000 نشان می دهد.
4- عباسزاده ، مهدی “مقایسه دقت پیش بینی مدل های ارائه شده برای محصورشدگی ستون های بتنی دایروی محصور شده با الیاف FRP”1388.
این مطالعه بر پیش بینی حداكثر تنش و كرنش بتن محصور شده كه مهمترین پارامترها از دید طراحی بوده و تاثیر زیادی در تقریب منحنی های تنش – كرنش دارند متمركز شده است. به این منظور، مدل های محصور شدگی به دو گروه مدل های محصورشدگی پایه فولادی و مدل های محصورشدگی تجربی و تحلیلی طبقه بندی شده و روابط و ویژگی های منحصر به فرد هر مدل مرور شد سپس، مقایسه بین مدل های مختلف در پیش بینی حداكثر تنش و كرنش نهائی محصور شدگی صورت گرفت. نتایج حاصل از ارزیابی های صورت گرفته نشان داد كه مدل های موجود در پیش بینی رفتار واقعی محصورشدگی بتن به جواب های یكسان و قابل قبولی خصوصاٌ در پیش بینی كرنش نرسیده و تنها برای محدوده ای كه برای آن كالیبره شده اند جواب های مطلوبی ارائه می دهند .
5- عباس نیا، رضاو رستمیان، مهدی” بررسی رفتار تنش – کرنش ستون ها یا نمونه های بتنی مسلح و محصورشده با FRP”1389.
در این مقاله به بررسی تحقیقات انجام شده در مورد رفتار تنش – کرنش ستون های بتنی مسلح مقاوم سازی شده با FRP پرداخته شد و نتایجی مطابق زیر بدست آمد:
الف – اثر نسبت لاغری برروی ظرفیت باربری ستونهای بتنی محصور شده با ژاکت FRP چشم گیر تر از ستون های مسلح معمولی می باشد.
ب – اثر مقاوم سازی با افزایش نسبت لاغری کاهش می یابد.
ت – در زمانی که نسبت لاغری کمتر از 5/87 باشد، ظرفیت باربری ستون مسلح شده با FRP هنوز 21 درصد بزرگتر از ستون بتن مسلح بدون ژاکت FRP (عادی) می باشد.
6- محمد کاظم، شربتدار و بهاری زاده، علی، سیوندی پور، عباس ” بررسی نرم شدگی و سخت شدگی کرنش بتن محصور شده با ورق های FRP بر مقاومت و شکل پذیری اعضاء فشاری “1388.
در این مقاله به بررسی مقاومت بتن محصور شده با انواع ورق های FRP در دو مرحله سخت شدگی کرنش و نرم شدگی کرنش و همچنین اثر محصور شدگی بر شکل پذیری اعضاء بتن مسلح پرداخته شده و این نتیجه حاصل شده که محصورشدگی اعضاء بتنی موجب افزایش مقاومت در هر دو مرحله سخت شدگی کرنش و نرم شدگی کرنشی و افزایش شکل پذیری و همچنین بهبود رفتار لرزه ای آن می شود.
7- دانش، فخر الدین بهشتی اول و سید بهرام، شاهرودی، مهناز” تخمین پارامترهای اثرگذار بر رفتار غیرخطی ستون های دورپیچ شده با CFRP به روش اجزاء محدود”1388.
در این تحقیق برای صحت سنجی نحوه مدل سازی، نمونه هایی از كارهای معتبر آزمایشگاهی با بار محوری ثابت و بار جانبی رفت و برگشتی cyclic)) با نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS مدل سازی شده اند. در این مرحله، بتن با المان حجمی هشت گرهی (C3D8) و دورپیچ آن با المان های غشایی چهار گرهی (M3D4)مدل شده اند و از معادل سازی و یكپارچه كردن مقطع استفاده نشده است. نتایج بدست آمده، تطابق قابل قبولی با كارهای آزمایشگاهی دارد همچنین در بررسی انجام شده بر روی پارامتر طول لایه های دورپیچ و تأثیر آن بر روی رفتار ستون ها مشاهده گردید با افزایش پارامتر طول لایه های دورپیچ، میزان ظرفیت ستون در تحمل تغییر مكان و برش پایه افزایش می یابد همچنین در این راستا مشخص گردید افزایش طول دورپیچ ها تأثیر چندانی بر بارتسلیم نداشته و فقط بار ماكزیمم سازه را افزایش داده است و به این ترتیب باعث افزایش انعطاف پذیری رفتار سازه می گردد. با بهره گرفتن از نتایج بدست آمده مشاهده شد در یک نگاه كلی گرچه تأثیر لایه ها بر روی برش پایه قابل تحمل توسط ستون چندان قابل توجه نبوده است لیكن تأثیر تعداد لایه ها بر روی نیروی قابل تحمل توسط ستون بیشتر از تأثیر طول لایه ها بوده است به عنوان مثال با افزودن یک لایه 20 سانتی متری دورپیچ FRP حدود 3 درصد و با افزودن یک لایه 30 سانتی متری دورپیچ FRP حدود 4 درصد افزایش می یابد. در حالی كه در حالت استفاده از دولایه دورپیچ این درصد افزایش نیروی قابل تحمل توسط ستون بترتیب حدود 4 و 6 در صد خواهد بود. همچنین نشان داده شد شكل پذیری ستون نیز با افزایش قابل توجهی همراه است لیكن استفاده از دو لایه دورپیچ بجای یک لایه دور پیچ افزایش نسبی زیادی در شكل پذیری ستون ایجاد نمی كند این نتیجه در مورد تغییر شكل بیشینه قبل از شكست نیز صادق است.