فهرست پایان نامه بررسی دوام تیر های بتن مسلح تقویت شده با GFRP تحت واکنش قلیایی سنگدانه ها
فهرست:
فصل اول: مقدمه
1-1 مقدمه ......................................................................................................................................................................................
1
1-2 ضرورت انجام تحقیق .........................................................................................................................................................
2
1-3 اهداف تحقیق ........................................................................................................................................................................
3
1-4 روش تحقیق ..........................................................................................................................................................................
3
فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته
2-1 مقدمه .......................................................................................................................................................................................
5
2-2 خصوصیات مواد مرکب .........................................................................................................................................................
6
2-2-1 الیاف تشکیل دهنده..................................................................................................................................................
6
2-2-2 خصوصیات ماتریس ..................................................................................................................................................
10
2-2-3 فرآیند ساخت مواد مرکب .......................................................................................................................................
11
2-2-4 استفاده از FRP در سازههای بتن آرمه ..............................................................................................................
11
2-2-5 مقایسهی FRP و فولاد در مقاومسازی سازهها .................................................................................................
17
2-3 تحقیقات انجام شده بر روی تقویت تیرها با FRP ........................................................................................................
18
2-4 تحقیقات انجام شده بر روی واکنش قلیایی سنگدانهها ................................................................................................
21
2-4-1 مقدمه............................................................................................................................................................................
21
2-4-2 واکنش قلیایی- سیلیسی ........................................................................................................................................
22
2-4-3 واکنش قلیایی-سیلیکاتی ........................................................................................................................................
22
2-4-4 واکنش قلیایی- کربناتی ..........................................................................................................................................
22
2-4-5 سایر واکنشهای قلیایی سنگدانهها ......................................................................................................................
23
2-4-6 برخی ازتحقیقات انجام گرفته در خصوص واکنش قلیایی سنگدانهها............................................................
23
2-5 تحقیقات انجام شده بر روی دوام تیرهای تقویت شده با FRP .................................................................................
25
فصل سوم : مواد
3-1 مقدمه ......................................................................................................................................................................................
29
3-2 سیمان .....................................................................................................................................................................................
29
3-3 سنگدانهها ...............................................................................................................................................................................
30
3-3-1 آزمایشهای تشخیص فعال بودن سنگدانهها ....................................................................................................
31
3-3-2 عوامل مؤثر بر واکنش قلیایی سنگدانهها در بتن ..............................................................................................
33
3-3-3 نسبت بحرانی .............................................................................................................................................................
34
3-4 بتن ...........................................................................................................................................................................................
35
3-5 فولاد .........................................................................................................................................................................................
37
3-6 FRP و رزین ..........................................................................................................................................................................
37
فصل چهارم: روش کار
4-1 مقدمه .......................................................................................................................................................................................
39
4-2 طراحی تیرها............................................................................................................................................................................
39
4-2-1 طراحی تیرهای بتن مسلح.......................................................................................................................................
41
4-2-2 محاسبهی ظرفیت خمشی تیرهای تقویت شده با GFRP.............................................................................
44
4-3 برنامهی آزمایشگاهی..............................................................................................................................................................
48
4-3-1 تیرهای بتن مسلح ساخته شده با بتن دارای ماسهی غیرفعال........................................................................
50
4-3-2 تیرهای بتن مسلح ساخته شده با بتن دارای ماسهی فعال..............................................................................
51
4-4 آماده سازی نمونههای آزمایشگاهی....................................................................................................................................
52
4-5 چگونگی انجام آزمایش .........................................................................................................................................................
53
فصل پنجم: نتایج آزمایشات
5-1 مقدمه .......................................................................................................................................................................................
55
5-2 اندازه گیری انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانهها..................................................................................................
55
5-3 نتایج آزمایش خمش تیرها....................................................................................................................................................
57
5-3-1 منحنی بار تغییر مکان و مد گسیختگی تیرها.....................................................................................................
58
5-3-2 تأثیر دورپیچ نمودن تیرها در انتهای ورقGFRP.............................................................................................
66
فصل ششم: نتیجهگیری و پیشنهادها
6-1 مقدمه.........................................................................................................................................................................................
68
6-2 نتیجهگیری .............................................................................................................................................................................
68
6-3 موارد پیشنهادی جهت تحقیقات آتی.................................................................................................................................
69
فهرست منابع ......................................................................................................................................................................................
70
منبع:
[1] Stanton، T. E. (1940). "Expansion of Concrete through Reaction between Cementand Aggregate." Proceedings، ASCE، V. 66، No. 10، pp. 1781-1811.
[2] Meier، U.، Deuring، M.، Meirer، H.، Schwegler، G. (1993). "CFRP bonded sheets، Fiber-Reinforced-Plastic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures." Properties and Aplications، edited by Nanni، A. Elsevier Science، Amsterdam، The Netherlands.
[3] Darby، J. J. (1999). "Role of Bonded Fiber-Reinforced Composites in Strengthening of Structures." Strengthening of Reinforced Concrete Structures Using Externally-Bonded FRP Composites in Strauctural and Civil Engineering، edited by L. C. Hollaway and M. B. Leeming، Woodhead Publishing، Cambridge، UK.
[4] ACI 440L. (2005). "Durability of Fiber Reinforced Polymer (FRP) Composites Used With Concrete." American Concrete Institute (ACI), Committee 440، Draft Report.
[5] Karbhari، V. M.، Chin، J. W.، Hunston، D.، Benmokrane، B.، Juska، T.، Morgan، R.، Lesko، J. J.، Sorathia، U.، Reynaud، D. (2003). "Durability Gap Analysis for Fiber-Reinforced Polymer Composites in Civil Engineering." Journal of Comp. Const.، ASCE.، Vol. 7، No. 3، PP. 238-247.
[6] Teng، J. G.، Chen، J. F.، Smith، S. T. (2001). "FRP Strengthened RC Beams." Assessment of Debonding Strength Models، Vol. 24، PP. 397-417.
[7] Meier، U. and Winistorfer، A. (1995). "Retrofitting of Structures through External Bonding of CFRP Sheets". Non- Metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures، Proceedings of the second International RILEM Symposiun، Ghent، Belgium، edited by L. Taerwe، pp. 509-516، E & FN Spon، London. UK.
[8] Barbero، E. J. (1999). "Introduction to Composite materials design." Taylor & Francis Publications.
[9] MBraceTM Composite Strengthening System Engineering Desing Guidelines، (2002). Third Edition. Mastet Builders، Inc.، Cleveland، Ohiio.
[10] Teng، J. G.، Chen، J. F. Chen، S. T.، Smith، Lam، L. (2002). "Fiber Reinforced Polymers Strengthened RC Structures." John Wiley & Sons، UK، PP. 245.
[11] Chaar، G. K.، Lamb، G. E. (2002). "Design of Fiber Reinforced Polymer Materials for Seismic Rehabilitation of Infilled Concrete Structures. " US Army Corps of Engineering Research and Development Center.
[12] Bodin، F. B،. David، E. (2004). "Use of Carbon Textile to control premature failure of Reinforced Concrete Beams Strengthened with bonded CFRP Plates." Journal of textiles، France: University of lille، Vol. 33، No. 3.
[13] Vistap، M.، Zhao، K. L. (2000). "Use of Composites for 21st Century Civil Infrastructure." Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. University of California، San Diego، La Jolla Ca، Vol. 185، PP. 433-454.
[14] Al-Salloum، Y. A. (2009). "Flexural Behavior of RC Beams Strengthened with FRP Composite Sheets Subjected to Different Load." Department of Civil Engineering، King Saud University P.O. Box 800، Riyadh 11421، Saudi Arabia.
[15] Almusallam، T. H ،.and Al-Salloum، Y. A. (2006). "Use of Glass FRP Sheets as External Flexure Reinforcement in RC Beams." Department of Civil Engineering، King Saud University P.O. Box 800، Riyadh 11421، Saudi Arabia.
[16] Malek، A. M.، Patel، K. (2002). "Flexural Strengthening of Reinforced Concrete flanged Beams with Composite Laminates." Journal of Composites for Construction، Vol. 6، No. 2، pp. 97-103.
[17] Alagusundaramoorthy، P.، Harik، I. E.، Choo، C. C. (2003). "Flexural Behavior of R/C Beams Strengthened with Carbon Fiber-Reinforced Polymer Plates and Steel." Journal of Composites for Construction، Vol. 7، No. 4، pp. 292-301.
[18] Duthinh، D.، Starnes، M. (2004). "Strength and Ductility of Concrete Beams Reinforced with Carbon Fiber Reinforced Polymer Sheets or Fabric." Journal of Composites for Construction، Vol. 8، No. 1، pp. 59-69.
[19] Meissner، H. S. (1941). "Cracking in Concrete due to Expansion Reaction Between Aggregate and High-Alkali Cement as Evidenced in Parker Dam." Proc. Am. Conc. Inst. 37، pp. 549–568.
[20] حاج قاسمعلی، سعید (1386). " بررسی رفتار خمشی تیرهای بتن مسلح تحت اثر واکنش قلیایی در بارگذاری دراز مدت." پایان نامهی دکتری دانشکدهی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
[21] Burrows، R. W. (1998). "The Visible and Invisible Cracking of Concrete." ACI Monograph No. 11، The American Concrete Institute، Farmington Hills، MI، pp. 78.
[22] Blaine، R. L.، Arni ، H. T.، Evans، D. H.، Defore، M. R.، Clifton، J.R.، Methey، R. G. (1971). "Compilation of Data from Laboratory Studies." Building Science Series 36، Part 6 42، National Bureau of Standards، Washington، DC، pp. 115.
[23] Osbaeck، B. (1984). "The Influence of Alkalis on Strength Development of Blended Cements." The Chemistry and Chemically Related Properties of Cement، Br. Ceram. Proc. 35، pp. 375– 383.
[24] Odler، I.، Wonnemann، R. (1983). "Effects of Alkalies on Portland Cement Hydration." Alkali Oxides Incorporated into the Crystal Lattice of Clinker Minerals، Cem. Concr. Res. 13، pp. 477– 482.
[25] Vivian، H. E. (1950). "Studies in Cement Aggregate Reaction: Part XIII." The Effect of added Sodium Hydroxide on the Tensile Strength of Mortar." Bulletin No. 256، CSIRO، Melbourne، pp. 48–52.
[26] Shayan، A.، Ivanusec، I. (1989). "Influence of NaOH on Mechanical Properties of Cement Paste and Mortar with and without Reactive Aggregate." 8th International Conference on Alkali–Aggregate Reaction، Society of Materials Sciences، Kyoto، Japan، pp. 715– 720.
[27] Jawed، I.، Skalny، J. (1978). "Alkalis in cement: a review: II. Effects of Alkalis on Hydration and Performance of Portland Cement." Cem. Concr. Res. 8، pp. 37– 52.
[28] Almusallam، T. H. (2006). "Load-Deflection Behavior of RC Beams Strengthened with GFRP Sheets Subjected to Different Environmental Conditions." Department of Civil Engineering، King Saud University، P.O. Box 800، Riyadh 11421، Saudi Arabia.
[29] Rostasy، F. S. (1997). "Durability of FRP in Aggressive Environments." Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures، Japan: Sapporo، Vol. 2، pp. 107-114.
[30] Katsuki، F. Uomoto، T. (1995). "Prediction of Deterioration of FRP Rods due to Alkali Attack." Proceedings of the Second International Symposium on Non-Metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures، Belgium: Ghent. PP. 82–89.
[31] Uomoto، T.، Nishimura، T. (1999). "Deterioration of Aramid، Glass and Carbon Fibers due to Alkali، Acid and Water in Different Temperatures." Proceedings of the Fourth International Symposium on Fiber Reinforced Polymer Reinforcement for Reinforced Concrete Structures، PP. 515–522.
[32] Chajes، M. J.، Thomson، T. A.، Farschman، C. A. (1995). "Durability of Concrete Beams Externally Reinforced with Composite Fabrics." Journal of Constr. Build. Mat.، Vol. 9، No. 3، PP. 141–148.
[33] Toutanji، H.، Ortiz، G. (1997). "Durability of Concrete Beams Strengthened with FRP Plates." Proceedings of the International Conference on Rehabilitation and Development of Civil Engineering Infrastructure Systems، Lebanon: Beirut. Vol. 2.
[34] Green، M.، Bisby، L. A. (1998). "Effects of Freeze–Thaw Action on the Bond of FRP Sheets to Concrete." Durability of Fiber Reinforced Polymer (FRP) Composites for Construction، Canada: Kingston، Ont، Queen’s University.
[35] Ekenel، M.، Myers، J. J.، Khataukar، A. L. (2005). "Affect of Environmental Conditions During Installation Process on Bond Strength between CFRP Laminate and Concrete Substrate." Third International Conference Composites in Construction، France: Lyon. PP. 397–404.
[36] Almusallam، T. H.، Al-Salloum، Y. A.، Alsayed، S. H. (2001). "Behavior of Concrete Cylinders Confined with GFRP Sheets in Severe Environmental Conditions." Proceedings of the Third International Conference on Concrete Under Severe Conditions، Canada: Vancouver. PP. 1723-1729.
[37] Ren، H.، Hu، A.، Zhao، G. (2003). "Freeze–Thaw Resistance Behavior of Bonded Joints between FRP and Concrete." Journal of Dalian Univ Technol.، Vol. 43، No. 4، PP. 495-499.
[38] ضوابط عمومی طراحی سازههای آبی بتنی، (1384). نشریه 312، صفحه 118.
[39] مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، (1388). "طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه."
[40] دفتر امور فنی تدوین معیارها و کاهش خطرپذیری ناشی از زلزله، (1385)."راهنمای طراحی و ضوابط اجرایی بهسازی ساختمانهای بتنی موجود با استفاده از مصالح تقویتی FRP"، نشریه شماره 345.
[41] Sakai Y.، Ushijima، S.، Hayashi، S.، Sano، T. (1997). "Mechanical Characteristics of Carbon Fiber Sheet with Methyl Methacrylate Resin." Proceeding of the Third International Symposium on Non-Metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures، Sapporo، Japan، Vol. 2، pp. 243-250.