مقاله بررسی غیر خطی یک برج خنک کننده بتنی در برابر اثر نشست غیریکنواخت

word قابل ویرایش
8 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

بررسی غیر خطی یک برج خنک کننده بتنی در برابر اثر نشست غیریکنواخت

چکیده

در اثر نشست غیر یکنواخت نیروهای قابل ملاحظه ای در قسمتهای مختلف برجهای خنک کننده ایجاد می گردد که معمولا در طراحی آنها مورد توجه قرار می گیرد.حساسیت برجهای مذکور به میزان این نوع نشست زیاد بوده, بطوریکه با تغیر ناچیز آن نیروهای داخلی ایجاد شده در آنها بطور قابل توجهی تغیر می نماید. در این تحقیق مدل عددی برج خنک کننده نیروگاه شازند اراک با استفاده از ترکیب المانهای مکعبی و پوسته ای ساخته شده است و با تعریف دقیق آرماتورها در المانهای بتن ,ترک خوردگی و جاری شدن المانها در مودهای بحرانی نشست غیر یکنواخت مورد مطالعه قرار گرفته است و تنشها و تغیر شکلهای سازه در ناحیه غیر خطی بتن وآرماتور درکلیه قسمتهای برج محاسبه و موردبررسی قرار گرفته است.

کلید واژه ها : رفتار غیرخطی بتن ,ترک خوردگی و شکست ,برج خنک کننده ,نشست غیر یکنواخت

-۱ مقدمه

تا کنون تحقیقات بسیاری بروی اثر نشست نامتقارن بروی برجهای خنک کننده بتنی انجام پذیرفته است ولی تابحال رفتار غیرخطی این نوع برجهای خنک کننده بتنی موردبررسی قرار نگرفته است. تحقیقات در رابطه با اثر نشست ناهمگون برجهای خنک کننده به سه گروه تقسیم می شوند : -۱ آنالیز برجـهای خنک کننده با روشهای الـمان محدود کـه مهمترین این تحقیقات توسط گولد ,(۱۹۷۲) دیور وپاترسون ,(۱۹۷۷)وندا ,(۱۹۸۴) کوپر ,(۱۹۸۴) صبوری و خـرازی(,(۱۹۹۴ صبوری و کبـیربیک((۱۹۹۷ انجام شده است و این تحقیق نیز در همین گروه قرار می باشد .

-۲ بررسی مدل ریاضی وآماری نحوه توزیع نشسـت که این تحقیقـات توسط چسیـلسکی و زاک (۱۹۷۷) و کاتو و شیـبا (۱۹۸۶) انجام شده است . -۳ ساخت مدل آزمایشگاهی برج و اعمال نشسـت نا متقـارن بروی آن ,که این تحقیقـات توسط کالـوزا و ماتـژا (۱۹۸۵) و کالوزا و ژیژیل (۱۹۹۵) انجام شده است , در این راستا برج خنک کننده شازند اراک که بلحاظ ابعاد می توتند نمونه مناسبی برای این مطالعه باشد,درنظر گرفته شد. در این تحقیــق بـا استفـاده از المـان بتن ( CONCRETE) در برنامــه ANSYS ) (5.4 که قادر است مدل رفتاری کاملی از بتن و آرماتور را نمایش دهدو ترک خوردگی و خردشدگی بتن را نیز نشان دهد, پی ,ستون و پائین پوسته ساخته شدو قسمت بالای پوسته برج و همچنین رینگ سخت کننده فوقانی با استفاده از المان های خطی ( (Shell63 مدل گردید. به این ترتیب تعداد المانهای غیر خطی به حدود ۷۷۰۰ المان رسید که به همراه حدود ۶۶۰۰ المان خطی پوسته مدل برج را تشکیل می دادند. سپس با استفاده از آنالیز مودال و بررسی فرکانس ها و بارگذاری ثقلی متقارن ،درستی و کارآمدی این مدل با دو نوع المـان (پوسته ای و مکعبی ) به دفت مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاصل حاکی از قابل قبول و کارآمد بودن آن داشت , لذا سازه بر اساس آن مورد تحلیل قرار گرفت.

در این مقاله با آنالیز غیر خطی برج، نحوه توزیع تنش،تعییر شکلها ، ترک خوردگی و خردشدگی بتن در قسمتها مختلف سازه مورد بررسی قرار خواهد گرفت . منظور از مودهای نشست نحوه پخش نشستهای نامتقارن در زیر پی می باشد که در مرجع (۱) بطورکامل شرح داده شده است.
-۲ مشخصات مدل پوسته با ترکیب المان مکعبی و پوستهای در این پروژه برج خنک کننده شازند اراک با ۱۳۴,۵ متر ارتفاع در نظر گرفته شد و سپس با یک مدل مشخص ,توزیع نشست غیر یکنواخت در زیر پی اعمال شد و تنشها وتغیر شکل برج در حالت الاستیک مورد بررسی قرار گرفت .

-۱-۲ ابعاد و مشخصات برج خنک کننده در این تحقیق از برج خنک کننده نیروگاه شازند اراک با ۱۳۴/۵ متر ارتفاع استفاده شده است که پوسته برج دارای ۱۰۶ متر ارتفاع می باشد .

قطر گلوگاه پوسته ۸۹/۷۷۶ متر میباشد و قطر دهانه فوقانی ۶۴/۷۱۰ متر میباشد. حداکثر ضخامت پوسـته در پـائین ۱/۲ متر میباشد و در بالای پوسته به ۰/۲۸۸ متر میرسد . مشخصات برج در شکل ۱ مشخص شده است .

شکل -۱ مشخصات برج خنک کننده شازند اراک

با توجه به اینکه پوسته برج دارای ضخامت کم و سطح بزرگی می باشد المان پوسته ای جهت مدلسازی بهتر بود ولی با توجه به اینکه المان پوسته ای قادر به مدلسازی دقیق رفتار بتن و فولاد نمی باشد لذا از المان مکعبی Solid65 استفاده شد که این المان مکعبی دارای هشت گره می باشد در هر گره دارای ۳ درجه آزادی است (شکل (۱ و میتواند رفتار بتن را با توجه به آرماتورهای تقویت کننده آن در ۳ جهت اصلی مدل کند و به این وسیله رفتار این ماده یعنی بتن آرمه را بصورت غیر خطی می توان مورد بررسی قرار دهد.

-۳ نشست نامتقارن پی
پی برج خنک کننده بدلایل مختلف از جمله بارهای نامتقارن وارده به سازه مثل بار باد,طول زیاد پی و ناهمگون بودن خاک زیر پی دچار نشست نامتقارن میگرددو نحوه مدلسازی خاک زیر پـی و فنرهـای مربوطـه از مـدلی کـه توسط ریکارد دوبری و جرج گازتاس [۱] ارائه شده است, استفاده گردید.

مود – ۴ آنالیز ۱۰ نشست غیریکنواخت در این حالت نشست ، اختلاف نسبی ۱۵ میلیمتر در زاویه های مختلف پی برج بوجود می آید . تغییر شکل ماکزیمم برج در جهت ( ( X در این حالت ۱۱ میلیمتر می باشد که نسبت به حالت خطی افزایش داشته است و این تغییر شکل در وسط یکی از ستونهای برج اتفاق می افتد .
مقدار تنش های کششی در حدود تنش ترک خوردگی بتن می باشد ولی تنش فشاری نسبت به تحلیل خطی انجام شده بالاتر رفته است. در این حالت نشست ، مقدار تنش اصلی کششی در پی در محدوده ترک خوردگی میباشد و در ستونها نیز این مسئله مشاهده می شود که بعضی از المانها ترک خورده اند و بعضی دیگر در محدوده ترک خوردگی می باشند . (شکل ۲)

شکل -۲ نحوه توزیع ترک خوردگی در برج خنک کننده ( n=10 )

آنالیز ۱۸ نشست در این حالت نشست تغییر شکل کلی برج مشابه حالت خطی می باشدولی مقدار آن کمی افزایش پیدا کرده است که با توجه به اینکه تعدادی از المانهای این برج در این حالت نشست دچار ترک خوردگی شده اند این مسئله بدیهی می باشد . مقدار تنش های اصلی در رینگ پی و ستونها دارای بیشترین مقدار می باشد و باعث ترک خوردگی المانهای پی و قسمتهایی از ستون شده است ودر کلیه قسمتهای برج در این حالت نشست ، پکیدگی در المانهای بتنی رخ نداده است . نکته قابل توجه دیگر که با مقایسه تنش های اصلی در پی و کل برج مشاهده می شود اینکه حداکثر تنش کششی در کل برج در رینگ پی بوجود می آید ولی حداکثر تنش فشاری در داخل ستونها بوجود می آید و تنش های محیطی و نصف النهاری در کل پوسته تقریبا یکنواخت می باشد المانهای پایین ستونها در قسمت داخلی X-Leg ها نیز دچار ترک خوردگی شده اند و در تمامی ستونها یک المان در قسمت پایین ستون دچار ترک خوردگی شده است .( شکل۳ )

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 8 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد