مساله دیگری که اخیراً مورد توجه دانشمندان علم بتن قرار گرفته است استفاده از نانو­مواد در بتن بوده است. محققان با آزمایشات مختلف به این نتیجه رسیدند که مشخصات بتن حاوی نانو مواد در مقایسه با بتن معمولی تحت تاثیر واکنش­های شیمیایی نانو­مواد با ذرات سیمان و بلورهای هیدروکسید کلسیم موجود در سیمان، عملکرد ماده مرکب بتنی را به شدت تحت تأثیر قرار می­دهد]4.[

1-2. معرفی بتن الیافی

1-2-1. تعریف: طبق تعریف ACI 544.1R-82 ، بتن ساخته شده از سیمان هیدرولیکی، آب، شن، ماسه و الیاف، بتن مسلح با الیاف یا بتن الیافی نامیده می­ شود. در بتن الیافی مانند بتن معمولی می­توان از پوزولانها و دیگر مواد مضاعف استفاده کرد. الیاف در شکلها و اندازه های متفاوت، و از جنس فولاد، مواد پلیمری، شیشه و مواد طبیعی مورد استفاده قرار می­گیرد ]5[.

 

1-2-2. آیین نامه­های معتبر بتن الیافی

علاوه بر مطالعات و پژوهشهایی که بصورت مقالات معتبر در مجلات و یا کنفرانسها ارائه گردیده است. آیین نامه­های بتن نیز بخشی از قسمتهای خود را به بتن الیافی

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 

 

 اختصاص داده­اند. از جمله این         آیین نامه­ها، آیین نامه ACI (انجمن بتن آمریکا)  می­باشد که با معرفی کمیته­ای جداگانه به نام ACI-544 به بررسی مسائل بتن الیافی پرداخته است. این کمیته اولین گزارش را در سال 1973 ارائه نمود و تاکنون این کمیته با چهار گزارش کلی کار خود را افزایش داده است. گزارش های این کمیته با نامهای فرعی  3R,2R,1Rو  4R نامیده می­شوند.

در گزارش ACI,544-1R که در سال 1996 ارائه گردید و در سال 1999 بازبینی شد، اطلاعات کاملی از انواع الیاف و خواص آنها و تاثیر آنها بر روی خواص مکانیکی بتن به علاوه آزمایش  اندازه ­گیری طاقت بتن الیافی آمده است. در اصل این گزارش بیشتر به شناسایی انواع الیاف قابل کاربرد در بتن پرداخته و آنها را مقایسه کرده است]6.[

در گزارش ACI,544-2R که در سال 1989 ارائه گردید طریقه انجام آزمایشات و استانداردهای لازم آورده شده است و در مواردی همانند آزمایش ضربه و … حتی طریقه ساخت دستگاه آزمایش نیز توضیح داده شده است]7[.

در گزارش ACI,544-4R که در سال 1988 ارائه گردید. به روش های طراحی با الیاف فولادی پرداخته شده است. البته نتایج این طراحی­ها هنوز در ACI- 318 وارد نگردیده است]9[.

از آیین­نامه های دیگر، آیین­نامه JSCE [1] ژاپن می­باشد که روش اندازه ­گیری طاقت بتن الیافی که توسط این آیین­نامه ارائه گردیده از اهمیت بالایی نزد محققین برخوردار است. در ضمن آیین­نامه RILEM در اروپا نیز گزارشهایی در مورد بتن الیافی منتشر کرده است.]10[.

1 Japan Society of Civil Engineering Standard

…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 57

فهرست

4-2- تعیین تغییرمکان هدف به روش ضرایب تغییرمکان………………………………………………………………………………… 57

4-3- تعیین تغییرمکان هدف به روش طیف ظرفیت………………………………………………………………………………………. 58

4-4- منحنی ظرفیت سازه ها…………………………………………………………………………………………………………………….. 60

4-5- تحلیل به روش دینامیکی غیرخطی…………………………………………………………………………………………………….. 62

4-5-1- شتاب نگاشت های مورد استفاده در آنالیز دینامیکی غیرخطی…………………………………………………………….. 63

4-5-2- همپایه کردن PGA…………………………………………………………………………………………………………………… 63

4-5-3- همپایه کردن طیف……………………………………………………………………………………………………………………… 64

4-5-4- مقادیر ماکزیمم تغییرمکان در نقطه کنترل……………………………………………………………………………………….. 66

4-5-5- تغییرمکان نسبی طبقات در تحلیل دینامیکی غیرخطی………………………………………………………………………… 70

4-6- ارزیابی عملکرد سازه ها………………………………………………………………………………………………………………….. 72

4-6-1- معیار کنترل عملکرد سازه ها………………………………………………………………………………………………………… 72

4-6-2- تعیین سطح عملکرد در تحلیل استاتیکی غیر خطی……………………………………………………………………………. 72

4-6-3-تعیین سطح عملکرد در تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه…………………………………………………………………. 73

5-1- نتایج…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 78

5-2- پیشنهاد هایی برای تحقیقات آتی……………………………………………………………………………………………………….. 79

مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 80

 

 

فهرست جداول

جدول(2- 1) : طبقه بندی اجزای كنترل شونده توسط نیرو و تغییر شكل در قابهای مهاربندی فولادی.. 12

جدول (2-2): مقدار ضریب C0.. 21

جدول (2-3): مقادیر ضریب C2.. 22

جدول( 2-4 ) پارامترهای مدل سازی و معیارهای کمی پذیرش برای روش غیر خطی اجزای سازه ای فولادی.. 25

جدول(2-5) پارامترهای مدل سازی و معیارهای کمی پذیرش برای روش های غیر خطی اجزای سازه ای فولادی.. 28

جدول(2-6): تعیین نوع سازه. 33

جدول(2-7): تعیین مقادیرk.. 33

جدول(2-8):مقادیر حداقل SR… 34

جدول (3-1): مقادیر بارهای زنده و مرده در بارگذاری ثقلی.. 42

جدول(3-2): پارامترهای مورد استفاده در بارگذاری لرزه ای ساختمان 4 طبقه. 43

جدول(3-3):پارامترهای مورد استفاده در بارگذاری لرزه ای ساختمان 8 طبقه. 43

جدول(3-4):پارامترهای مورد استفاده در بارگذاری لرزه ای ساختمان12 طبقه. 44

جدول(4-1): تغییرمکان هدف به روش ضرایب تغییرمکان مطابق با دستورالعمل بهسازی لرزه ای.. 58

جدول(4-2): تغییرمکان هدف به روش طیف ظرفیت مطابق با تفسیر دستورالعمل بهسازی لرزه ای.. 59

جدول(4-3): مقادیر ماکزیمم تغییرمکان نسبی در تحلیل pushover. 62

جدول(4-4): شتاب نگاشت ها و ضرایب مقیاس مورد استفاده در تحلیل دینامیکی غیرخطی.. 66

جدول(4-5): مقادیر ماكزیمم تغییرمکان در نقطه كنترل برای هر ساختمان طی3 شتاب نگاشت… 68

جدول(4-6): مقادیر ماکزیمم تغییرمکان نسبی به ازای هر زلزله و ساختمان.. 71

جدول (4-7): تعیین سطح عملکرد در روش های طرح بهسازی (4 Story). 73

جدول (4-8): تعیین سطح عملکرد در روش های طرح بهسازی (8 Story). 74

جدول (4-9): تعیین سطح عملکرد در روش های طرح بهسازی (16 Story). 74

جدول (4-10): تعیین سطح عملکرد نمونه ها در تحلیل دینامیکی غیرخطی با بکارگیری 3 شتاب نگاشت… 75

 

 

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 

 

 

فهرست شکل

 

شکل( 2-1): منحنی ساده شده نیرو- تغییرمکان[1]……………………………………………………………………………………….. 20

شکل(2-2):طیف ارتجاعی در دستگاه مختصات تغییرمكان و شتاب……………………………………………………………….. 31

شکل(2-3): تقریب منحنی ظرفیت سازه به صورت دوخطی…………………………………………………………………………… 32

شکل(2-4): منحنی هیسترزیس رفتار سازه………………………………………………………………………………………………….. 33

شکل(2-5): طیفADRS كاهش یافته……………………………………………………………………………………………………. 34

شکل(2-6): تعیین حداكثر تغییرمكان سازه[2]……………………………………………………………………………………………… 35…..

شکل (3-1): پلان مدل های طراحی شده…………………………………………………………………………………………………… 38

شکل (3-2): نحوه قرار گرفتن مهاربندها در دهانه 1و5………………………………………………………………………………… 39

شکل (3-3):نحوه قرار گرفتن بادبند در دهانه A,E……………………………………………………………………………………… 40

شکل (3-4): نمای سه بعدی ساختمان 4 طبقه……………………………………………………………………………………………… 41

شکل(5-3): پنجره تعریف الگوی توزیع بار جانبی در تحلیل استاتیکی غیر خطی……………………………………………….. 47

شکل(6-3)- پنجره های مربوط به تعریف مشخصات مفصلی………………………………………………………………………… 48

شکل (7-3):منحنی نیرو- تغییرمکان…………………………………………………………………………………………………………… 49

شکل (8-3):منحنی لنگر- دوران………………………………………………………………………………………………………………. 49

شکل (9-3):منحنی نیرو- تغییرمکان…………………………………………………………………………………………………………… 50

شکل(10-3): منحنی تغییرشکل پلاستیک…………………………………………………………………………………………………… 51

شکل(4-1): تعیین نقطه عملکرد به روش طیف ظرفیت…………………………………………………………………………………. 59

شکل(4-2): مقایسه تغییرمکان هدف در روش های ظرایب تغییرمکان و طیف ظرفیت……………………………………….. 60

شکل(4-3): منحنی ظرفیت برای سازه 4 طبقه تحت الگوهای بارگذاری جانبی(push3)………………………………….. 61

شکل(4-5): شتاب نگاشت زلزله Kobe……………………………………………………………………………………………………. 64

شکل(4-6): شتاب نگاشت زلزله Northridge…………………………………………………………………………………………. 64

شکل(4-7): شتاب نگاشت زلزله بم…………………………………………………………………………………………………………… 65

شکل(4-8): پنجره معرفی حالت بارگذاری تاریخچه زمانی…………………………………………………………………………… 67

شکل(4-9): نمودار تغییر مکان بام مدل 4 طبقه تحت زلزله بم……………………………………………………………………….. 68

 

 

 

فصل اول:کلیات

 

1-1- لزوم انجام تحلیل های غیرخطی

 

1-2- موضوع پایان نامه

در جریان یک پروژه بهسازی، در ابتدا نیاز به جمع آوری اطلاعات از سازه موجود می باشد، در ادامه لازم است سازه مورد نظر به طریقی مدل سازی و تحلیل شود، تا رفتار و عملکرد سازه هنگام زلزله مشخص گردد. حال برای

کنترل نتایج به دست آمده نیاز به معیارهای خاصی می باشد تا در نهایت لزوم یا عدم لزوم به بهسازی برای ساختمان های موجود مشخص شود و پس از انجام کلیه این اقدامات و با در نظر گرفتن نتایج حاصل و در صورت نیاز به بهسازی، روش اجرایی بهسازی تعیین گردد.

هدف اصلی این پایان نامه ارزیابی کارایی شیوه های تعیین سطح عملکرد سازه، مطرح شده در دستورالعمل بهسازی لرزه در برآورد سطح عملکرد ساختمان فولادی دارای سیستم دوگانه مهاربند ضربدری و قاب خمشی می باشد. در واقع میزان دقت تحلیل استاتیکی با تحلیل دینامیکی غیرخطی مقایسه می گردد. همچنین به این پرسش پاسخ داده می شود که ساختمان طراحی شده با آیین نامه 2800 ویرایش سوم در چه سطحی از عملکرد بر اساس ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای قرار می گیرد و آیا این که ساختمان مورد نظر هدف آیین نامه 2800 را برآورده می کند. روش کار در پایان نامه به این گونه است که سه ساختمان متقارن و منظم4، 8، 16 طبقه فولادی سیستم دوگانه قاب خمشی – مهاربند ضرب دری و مهاربند 7 شکل  ، با نرم افزار ETABS به صورت سه بعدی (3D) بر اساس آیین نامه 2800 ویرایش سوم، و بر روی خاک نوع 2 در برابر زلزله طراحی شده اند. سپس این سه ساختمان به همان صورت سه بعدی در نرم افزار ETABSver9 تحلیل استاتیکی غیر خطی بارافزون (Pushover) گشته و نتایج حاصل از آن با تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی مدل ها در نرم افزار SAP2000ver12 مورد مقایسه قرار گرفته اند.

 

 

 

 

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.

1-2      اهمیت موضوع:

1-3      بیان مساله

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

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 

 

 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.

 

 

 

 

 

 

با توجه به توسعه روز‌افزون صنعت و رشد جمعیت و نیاز كارگاه‌ها و صنایع كوچك و بزرگ و كشاورزی به مصرف آب در كشورمان نیاز به حفظ و نگهداری منابع آبی و تنظیم جریانهای آبی در كشور بیش از پیش احساس می‌شود. یكی از مهمترین روش های تنظیم جریانهای رودخانه ساخت سد می‌باشد. در مسیر ساخت و بهره‌برداری از یک سد ابتدایی‌ترین گام بررسی مدل ریاضی سد و نیروهای وارد بر سازه سد می‌باشد. در این مسیر دو شیوه متفاوت جهت تحلیل وجود دارد.

1 – تحلیل استاتیكی

در این روش، مسئله با توجه به دانش مقاومت مصالح و قوانین پایداری استاتیكی بررسی می‌شود. در این روش تمام نیروها به صورت استاتیكی بررسی می‌شوند و سیال هم مانند خواصی كه یک جسم صلب دارد تراكم‌ناپذیر در نظر گرفته می‌شود، كه همراه با سد جا به جا می‌شود و پاسخ‌های سازه مستقل از زمان بدست می‌آیند.

در این روش با اعمال ضریبی به نام ضریب بار یا فاكتور ضربه، بارهای دینامیكی را به بارهای استاتیكی معادل تبدیل و رفتار سازه در حالت استاتیكی تعیین می‌شود. در محاسبه نیروی زلزله به این روش در سدهای بتنی، اثر نیروی زلزله به صورت یک نیروی افقی و قائم بر حسب ضریبی از جرم سازه به طور یكنواخت در ارتفاع سد در نظر گرفته می‌شود. این ضریب توسط محاسبات ریاضی و با بهره گرفتن از تجربیات و قضاوت مهندسی تعیین می‌گردد.

همچنین نیروی هیدرودینامیکی سیال به صورت جرم افزوده معادل جایگزین می گردد. این نیرو به نیروی هیدرواستاتیک اعمالی از طرف مخزن باید اضافه شود. وزن سیال معادل، مقداری از سیال پشت سد می باشد که فرض می شود همراه با سد جابجا می شود که به شکل جرم اضافی در نظر گرفته می شود.

2- تحلیل دینامیكی

1- بدون در نظر گرفتن اندركنش1 سد و مخزن.

2- با در نظر گرفتن اندركنش سد و مخزن.

تحلیل سازه‌ها در مقابل نیروهای دینامیكی ناشی از زلزله، انفجار، باد، برخورد امواج، بارهای متحرك و … به علت طبیعت متغیر این نیروها، نسبت به تحلیل استاتیكی كاری مشكل، پرهزینه و وقت‌گیر می‌باشد. لیكن از آنجائیكه نیروهای ناشی از زمین لرزه از موارد بسیار مهم و تعیین‌كننده در طراحی سازه ‌های بزرگ بخصوص سدها می‌باشد، لزوم آنالیز دینامیكی اجتناب ‌ناپذیر است. میزان دقت در ارزیابی این نیروها، به مدل سازه، مقدار بار دینامیكی و مدل ریاضی انتخابی بستگی دارد.

به طوركلی فرضیات مورد استفاده در اغلب تحلیل سیستم‌های سد- مخزن توسط محققین به شرح زیر می باشد:

1- رفتار مصالح اعم از آب، بتن ارتجاعی2 و خطی3 فرض می‌گردد.

2- محیط مورد مطالعه (آب یا جسم سد) همگن4 و هموژن5 فرض می‌گردد.

3- آب مخزن، غیرچسبنده1 فرض می‌شود.

4- حركت آب مخزن غیرپیچشی2 و با دامنه كم می‌باشند.

5- امواج غیرسطحی در نظر گرفته نمی‌شود.

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 

 

 

6- پی سد صلب در نظر گرفته می‌شود.

7- مولفه افقی حركت زمین عمود بر محور سد می باشد.

8- سد بسیار  عریض بوده به صورتی كه سیستم سد و مخزن دو بعدی بررسی می‌گردد.

9-مخزن سد در امتداد بالادست تا بی نهایت ادامه می یابد.

بتدریج با گسترش روش های تحلیلی وعددی بعضی از فرضیات مذکور حذف و مسئله به واقعیت نزدیکتر گردید.

 

1-2- آشنایی با رفتار دینامیكی سیستم سد- مخزن

سیستمی متشكل از یک سد بتنی وزنی طویل كه بر روی پی صلب قرار دارد و مخزنی با كف افقی كه تا بی‌نهایت ادامه داشته باشد مطابق شکل (1-1) در نظر گرفته می شود.

 

1 interaction

2 elastic

3 linear

4 isotrope

5 homogenous

1 inviscid

2 irrotational

 

 

 

 

و کلیات تحقیق

 

در این فصل ابتدا به معرفی آلیاژهای هوشمند حافظه شکل و خواص آنها پرداخته و در ادامه به بیان اهداف و ساختار پایان نامه می پردازیم.

1-1:معرفی آلیاژهای حافظه شکل

طراحی ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله همچنان یکی از پرحاشه ترین زمینه هائی است که مهندسی سازه با آن مواجه است، اما باافزایش دانش و اطلاعات نسبت به فعالیتهای لرزه ای و پاسخ های سازه ای و با دسترسی به فناوری جدید تمرکز فکری طراحان تغییر پیدا کرده است.خرابی بسیاری از سازه های طراحی شده با روش های سنتی و همچنین پیشرفت روش های تحلیلی و بهبود چشمگیر عملکرد یارانه ها از جمله عوامل تغییر در فلسفه طراحی سازه ها در سالهای اخیر بوده اند.امروزه ثابت شده که طراحی سازه ها به صورتی که برای مقابله با زلزله های شدید رفتار کاملاً الاستیک داشته باشند از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. امروزه به جای  طراحی ساده جهت جلوگیری از تخریب سازه ها سعی طراحان بر آن است که در مدت زمان وقوع زلزله از پدید آمدن خسارت سازه ای ماندگار در سازه جلوگیری کنند و حتی بهره برداری از سازه را پس از وقوع زلزله امکان پذیر سازند.

در نتیجه در طراحی سازه ها از روش هائی مانند کنترل غیر فعال سازه ها در برابر زلزله استفاده می شود. در این روش برخی اعضای سازه ای خسارت هائی را در هنگام زلزله شدید متقبل می شوند تا بدین وسیله تنش(تلاش) های وارد بر اعضای اصلی مانند ستون ها کاهش یافته و از این طریق سازه از آسیب عمده در امان بماند.

یکی از شیوه های جدید کنترل سازه ها در برابر زلزله استفاده از سیستم های هوشمند است.

سیستم های هوشمند در سازه های مهندسی سیستم هائی هستند که به طور خودکار قابلیت انطباق رفتار سازه در پاسخ به بارگذاری غیر مترقبه  را دارا می باشند تا بدین وسیله ایمنی ، افزایش عمر و کارائی سازه تامین گردد.

یکی از تکنولوژی های جدید که امکان دستیابی به این هدف را میسر می سازد ، ساخت و توسعه مواد هوشمند است.

مواد هوشمند موادی هستند که موقعیت ها را به خاطر می سپارند و با محرک های مشخص می توانند به آن موقعیت بازگردند. یعنی در شرایط مختلف محیطی تغییر فیزیکی پیدا می کنند. به عبارت دیگر می توان گفت مواد و سازه های هوشمند اشیائی هستند که شرایط محیطی را حس میکنند و با پردازش اطلاعات بدست آمده نسبت به محیط واکنش نشان می دهند.

در اکثر موارد این مواد از توانائی پاسخ به بیش از یک شرایط محیطی برخوردار هستند و پاسخ آنها قابل پیش بینی است.

دسته مهم و معروفی از مواد هوشمند فلزهائی هستند که به آلیاژهای حافظه دار (SMA)[1] معروفند.

هوشمند بودن این مصالح از آن جهت است که می توانند در فازهای متفاوت رفتاری ، پاسخ های  متفاوتی از خود نشان دهند. این مصالح هوشمند نه تنها به دلیل خاصیت میرائی خود باعث اتلاف انرژی در هنگام زلزله می شوند بلکه این قابلیت را دارند که بعد از وارد شدن زلزله سازه را به حالت اولیه برگردانند.

سه ویژگی ممتاز این مواد عبارتست از:حافظه داری ، سوپر الاستیسیته و قابلیت میرائی بالا.

الف) حافظه داری[2]  : SMA ها دارای نوعی خاصیت تعلیم پذیری می باشند که به آن اصطلاحاً اثر حافظه شکل می گویند. اثر حافظه شکل عبارت است از قابلیت بازیافت یک شکل معین وقتی که به آلیاژ تا دمای  معینی حرارت داده شود.

یعنی اگر SMA ها با ترکیب شیمیائی مشخص تحت عملیات حرارتی مناسبی قرار گیرند توانائی بازگشت به شکل یا اندازه از قبل تعیین شده را از خود نشان می دهند.

این مواد را حافظه دار می نامند زیرا می توان آنها را به هر شکلی درآورد و سپس با یک عامل خارجی (مانند گرم کردن یا جریان الکتریسیته) به حالت اولیه بازگرداند.به همین دلیل گفته می شود که این مواد شکل اولیه خود را به خاطر می آورند.

پس اینکه SMA ها حافظه دار هستند یعنی قابلیت ذخیره سازی انرژی مکانیکی و نیز آزادسازی آن را دارا هستند.

ب) قابلیت میرائی بالا[3]  هنگامی که ساختمان ها در معرض زلزله یا امواج تحریک ناشی از انفجار قرار می گیرند ضروری است بخشی از محتوای انرژی تحمیل شده  به سازه از طریق مسیرها و فرایندهای مشخص و دارای ظرفیت جذب انرژی کافی به شیوه ایمن و با کمترین خسارت ممکن مستهلک گردد تا از تاثیرات مخرب یک چنین پدیده ای با الگوهای بارگذاری نا مشخص و غیر قابل پیش بینی کاسته شود.

آلیاژهای حافظه دار شکلی نسبت به سیستم های متداول مستهلک کننده انرژی دارای مزایا و ویژگی های منحصر به فردی هستند که از آن جمله می توان به عدم نیاز به

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 

 

 تعویض پس از زلزله ، مقاومت بالا در برابر خوردگی و خستگی ، ظرفیت شکل پذیری بالا، ظرفیت میرائی بالا، دوام ، قابلیت بازگشت به حالت اولیه به وسیله اعمال دما و تحمل کرنش بدون باقی گذاشتن کرنش پسماند اشاره کرد.

ج) سوپر الاستیسیته[4] :از جمله مهمترین خصوصیات این آلیاژها عدم باقی ماندن تنش و کرنش پس ماند بعد از انجام بارگذاری لرزه ای است.یعنی بعد از اینکه این آلیاژ در اثر بارگذاری لرزه ای جاری شدو انرژی لرزه ای را مستهلک نمود توانائی بازگشت به حالت اولیه را دارد. البته این امر در برخی از فازهای این آلیاژ میسر است.

این آلیاژها در بیشتر موارد شامل Cu-Al-Niو Cu-Zn-Alو Ni-Tiهستند که ما در این پایان نامه خواص آلیاژ Ni-Ti  را بررسی می کنیم.

این آلیاژ با نام های  Ni-Tiو Tee-Nee و Nitinol  معروف است و در فارسی نیز  با نام های آلیاژ حافظه دار ، آلیاژ خودشکل و آلیاژ با حافظه شکل ترجمه شده است.

در نیتینول دو حرف اولی مربوط به نیکل ، دو حرف بعدی تیتانیوم و سه حرف آخر نام آزمایشگاه نادول اوردانس می باشد.

و دیگر اینکه می توان این سیمها رابرنامه ریزی کرد تا شکل خاصی را به خاطر بسپارند. این کار به این صورت انجام می شود که شکل دلخواه به سیم داده می شود و سپس به سیم به مدت تقریبی ۵ دقیقه با دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد گرما داده می شود یا جریان الکتریسیته  از آن عبور داده می شود. حالا می توان سیم را به هر شکل دیگری درآورد و برای برگشت آن به شکل اولیه کافی است  در آب داغ انداخته شود.دسته دیگری ازمواد با حافظه شکلی سیمهای ماهیچه ای هستند که از آلیاژهای نیکل و تیتانیوم ساخته شده اند و در دمای اتاق به راحتی می توان آنها را تغییر شکل داد. نکته ای که این موادرا جذاب می کند این است که با عبور جریان الکتریسیته با نیروی خوبی (که می توان ازآن استفاده کرد) به شکل اولیه خود برمی گردند.

1-2:اهداف و ساختار پایان نامه

دراین رساله خواص منحصر به فرد آلیاژهای حافظه شکل فوق ارتجاعی برای کاربرد در مهندسی زلزله سازه ها مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.

مدل سازی مصالح با ترکیب المان های LINK بر اساس نتایج آزمایشگاهی موجود انجام می گیرد.

با توجه به تحقیقات اندکی که به علت عدم توجیه اقتصادی استفاده از این آلیاژها صورت پذیرفته و با توجه به خواص منحصر به فرد آنها و کاربرد عالیشان در مهندسی زلزله ، هدف این تحقیق دستیابی به آگاهی بیشتر از رفتار مصالح مدرن مفروض جهت کاربرد در کنترل سازه ها و بررسی نحوه تأثیر نوع زلزله بر چگونگی رفتار این آلیاژها می باشد.

بدین منظور پس از معرفی خواص و کاربرد آلیاژهای حافظه شکل و بررسی چگونگی عملکرد این آلیاژها در بروز خواصشان در فصل دوم، در فصل سوم به شرح درباره چگونگی مدل کردن SMAها می پردازیم و در فصل چهارم به بررسی نتایج حاصل از تحقیق و ارزیابی قدرت بازگردانندگی SMAها خواهیم پرداخت.در پایان و در فصل پنجم با بحث و بررسی نتایج حاصله به نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات خواهیم پرداخت.

 

[1]-Shape Memory Alloys

[2]-SME:Shape memory effect

[3]-high damping property

[4]-Superelasticity