شماره ركورد
24521
شماره راهنما
CIV2 226
عنوان
مطالعه عددي اثر زلزله و نشست تكيهگاه بر رفتار سازهاي طاقهاي ابرخشتي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران - سازه
دانشكده
مهندسي عمران و حمل و نقل
تاريخ دفاع
1403/12/22
صفحه شمار
181 ص.
استاد راهنما
سيداميرمهرداد محمدحجازي
كليدواژه فارسي
ابرخشت , مقاومت فشاري , ظرفيت باربري خمشي , نوع خاك , نشست تكيهگاه , بررسي لرزهاي
چكيده فارسي
امروزه استفاده از مصالح بومي و پايدار نظير ابرخشتها به عنوان يك رويكرد نوين در ساخت و ساز، به دليل مزاياي زيستمحيطي و اقتصادي آن، مورد توجه قرار گرفته است. سازههاي ابرخشتي به عنوان يك روش ساخت و ساز تركيبي با استفاده از خاك، كيسه و سيم خاردار، ميتوانند راهحلي مناسب براي كاهش هزينهها و ساخت سازههاي با دوام ارائه دهند. با اين حال، رفتار مكانيكي اين سازهها تحت شرايط مختلف از جمله بارهاي استاتيكي و ديناميكي نيازمند مطالعه و تحليل جامع است. مسئله اصلي اين پژوهش، شناسايي تأثير نوع خاك، نوع و ضخامت كيسه بر عملكرد خصوصيات مكانيكي مصالح ابرخشتي و بررسي اثر ابعاد و هندسه طاق، نقش وجود ديوار و ابعاد و هندسه بازشو بر عملكرد سازه تحت اثر نشست تكيهگاه و زلزله است. اين پژوهش شامل آزمايشهاي تجربي و تحليلهاي عددي است. در بخش آزمايشگاهي، تأثير نوع خاك و كيسه بر رفتار مكانيكي ابرخشتها بررسي شد. نتايج نشان داد كه خاك شن رسدار نسبت به ماسه با دانه بندي ضعيف، مقاومت خمشي و فشاري به مراتب بيشتري ايجاد ميكند؛ به طوريكه ميانگين ظرفيت باربري خمشي و مقاومت فشاري نمونههاي ساخته شده با خاك شن رسدار به ترتيب تا 347% و 9/11% برابر نسبت به نمونههاي ساخته شده با خاك ماسه با دانه بندي ضعيف افزايش يافت. همچنين، استفاده از كيسه با ضخامت بيشتر، بهبود قابلتوجهي در استحكام خمشي و فشاري ايجاد كرد، اما نتايج نشان داد كه تأثير نوع خاك بر استحكام كلي ابرخشت بيشتر از نوع و تعداد لايههاي كيسه است. در تحليلهاي عددي، رفتار طاقهاي ابرخشتي ساخته شده با مقطع قوسهاي شاخبزي كند، معمولي و تند، تحت شرايط نشست تكيهگاه و زلزله بررسي شد. در طاقهاي مختلف تاثير عدم وجود ديوار، وجود ديوار در يك طرف طاق، و وجود ديوار در هر دو طرف طرف طاق بر عملكرد سازه هنگام نشست بررسي شد. طاقهاي بدون ديوار و طاقهايي كه در دو طرف خود ديوار دارند نسبت به طاقهايي كه فقط در يك طرف خود ديوار داشتند عملكرد بهتري تحت اثر نشست تكيهگاه از خود نشان دادند. طاقهاي بدون ديوار حداقل 50% و طاقهايي كه در هر دو طرف خود ديوار داشته باشند، حداقل 7/4% نسبت به طاقهايي كه فقط يك ديوار دارند از خود عملكرد بهتري نشان دادند. قوسهاي تند عملكرد بهتري در هنگام نشست نشان دادند، اما در شرايط لرزهاي آسيبپذيرتر بودند. در مقابل، قوسهاي كند به دليل توزيع يكنواختتر تنش و كاهش تمركز نيروها، عملكرد لرزهاي بهتري داشتند. افزايش دهانه و نسبت طول به دهانه، موجب افزايش تمركز تنش و گسترش تغييرشكلهاي ماندگار شد. بررسي وضعيت نهايي طاقها پس از زلزله نشان داد، هنگامي كه طاقها در دو طرف خود ديوار نداشته باشند، پايههاي آنها دچار آسيب جدي ميشود و اضافه شدن ديوار در دو سمت آن به طور قابل توجهي از آسيب وارد شده در پاي طاق ميكاهد. همچنين تاثير هندسه سردر بازشو و ابعاد آن بر رفتار سازهاي طاقها در هنگام نشست تكيهگاه و زلزله بررسي شد. برخلاف بررسي لرزهاي كه نشان داد افزايش ارتفاع و عرض بازشو، آسيبهاي ايجاد شده در سازه را افزايش ميدهد، در هنگام نشست تكيهگاه، نتايج نشان دهنده تاثير ناچيز تغيير ابعاد بازشو بر رفتار سازهاي است.
كليدواژه لاتين
Superadobe , Compressive Strength , Flexural Bearing Capacity , Soil Type , Foundation Settlement , Seismic Analysis
عنوان لاتين
Numerical Study of the Effect of Earthquakes and Support Settlement on the Structural Behaviour of Superadobe Vaults
گروه آموزشي
مهندسي عمران
چكيده لاتين
Nowadays, the use of indigenous and sustainable materials such as superadobe, as a novel approach in construction, has gained attention due to its environmental and economic advantages. Superadobe structures, as a composite construction method using soil, bags, and barbed wire, can provide a suitable solution for reducing costs and building durable structures. However, the mechanical behaviour of these structures under various conditions, including static and dynamic loads, requires comprehensive study and analysis.
The main issue of this research is to identify the effect of soil type, bag type and thickness on the performance of mechanical properties of superadobe materials and to investigate the effect of arch dimensions and geometry, the role of the wall and the dimensions and geometry of the opening on the performance of the structure under the effect of support settlement and earthquake. This research includes experimental tests and numerical analyses. In the experimental section, the effect of soil type and bag on the mechanical behavior of superadobes was investigated. The results showed that clayey gravel soil creates significantly more flexural and compressive strength than poorly graded sand; so that the average flexural bearing capacity and compressive strength of samples made with clayey gravel soil increased by up to 347% and 9.11% respectively compared to samples made with poorly graded sand soil. Also, the use of a bag with a greater thickness created a significant improvement in flexural and compressive strength, but the results showed that the effect of soil type on the overall strength of the superadobe is greater than the type and number of bag layers.
In numerical analyses, the behaviour of superadobe arches made with the cross-section of drop, ordinary and raised pointed arches was investigated under support settlement and earthquake conditions. In different arches, the effect of the absence of a wall, the presence of a wall on one side of the arch, and the presence of a wall on both sides of the arch on the performance of the structure during settlement was investigated. Arches without walls and arches that have walls on both sides showed better performance under the effect of support settlement than arches that had walls only on one side. Arches without walls showed at least 50% and arches that have walls on both sides, at least 4.7% better performance compared to arches that have only one wall. Raised arches showed better performance against settlement, but were more vulnerable in seismic conditions. In contrast, drop arches, due to the more uniform distribution of stress and reduction of force concentration, had better seismic performance. Increasing the span and the length-to-span ratio led to an increase in stress concentration and the spread of permanent deformations. This study investigated the influence of opening geometry and dimensions on arch structural behaviour during support settlement and seismic activity. Seismic analyses indicated that increasing opening height and width increases structural damage. However, results showed a negligible effect of changing opening dimensions on structural behavior during support settlement.
تعداد فصل ها
8
فهرست مطالب pdf
122773
نويسنده