دانلود مقاله سازه های پوسته ای جدار نازک ساخته شده از بتن مسلح پارچه ای
چکیده
اخیرا یک سازه چادری با یک پوسته بام ساخته شده از بتن مسلح پارچه ای (TRC) در دانشگاه RWTH آچن ساخته شده که مصالح آن شامل بتن ریزدانه و پارچه غیر خورنده با مقاومت بالا به شکل الیاف های کربنی بودند. سازه پوسته ای TRC جدار نازک ظرفیت باربری این ماده کامپوزیت جدید را نشان می دهد. این مقاله به بحث در مورد مسائل اجرایی در مورد ساخت و ساز مانند ساخت پوسته های TRC با استفاده از شاتکریت، مفاهیم ارائه شده برای آرایش پارچه تقویت کننده و نصب پوسته ها بر بالای ستون های بتنی پیش ساخته می پردازد. مسائل مرتبط با طراحی، ارزیابی و شبیه سازی عددی رفتار باربری پوسته های TRC در مقاله مرتبط (بخش 2) ارائه می شوند.
1. مقدمه
در طی دهه های اخیر، تحقیقات گسترده ای در مورد کامپوزیت های سیمانی انجام شده است که این موضوع منجر به توسعه مصالح سخت شده کرنشی با مقاومت کششی و فشاری بالا و شکل پذیری بهتر و ظرفیت جذب انرژی مطلوب تر شده است. پاسخ کششی شکل پذیر کامپوزیت مورد نیاز برای کاربرد هایی با وظیفه باربری در سازه های مهندسی عمران از طریق ترکیب الیاف های پیوسته و الیاف های کوتاه تقویت کننده با یک مخلوط ریزدانه ایجاد شده است. بر اساس پیشرفت های صورت گرفته در مشخصات و روش های مدل سازی، طیف گسترده ای از سازه های دارای فرآیند های طراحی کامپوزیت های با عملکرد مطلوب، ارائه شده اند. به طور مثال می توان به یک پل پیاده رو TRC باریک، نماهای المان های TRC بزرگ و پانل های ساندویچی اشاره کرد. علاوه براین بتن مسلح پارچه ای به صورت موفقیت آمیز در بسیاری از موارد به عنوان یک سیستم بهسازی برای سازه های بتنی مسلح فولادی موجود مانند بازسازی یک بام بشکه ای ثبت شده ملی مورد استفاده قرار گرفته اند. بررسی دقیق کاربرد های بتن مسلح پارچه ای اجرا شده در آلمان، در [10] ارائه شده است.
این مقاله به صورت دقیق به بیان طراحی سازه و ساخت یک سازه چادری با یک سازه بام بلند پروازانه ساخته شده از بتن مسلح پارچه ای و ساخته شده در کوی دانشگاه آچان RWTH می پردازد. هنگام شیشه کاری در تمامی نماها، این سازه پارچه ای به عنوان یک سالن برای سمینار ها و رخداد ها مورد استفاده قرار خواهد گرفت (شکل 1). طراحی انجام شده توسط موسسه ساخت و ساز دانشگاه آچن RWTH شامل پوسته های چتر مانند به عنوان المان های اصلی است که هر کدام شامل یک المان افزوده شده از چهار سطح با انحنای دوگانه تحت عنوان قطع مخروط هایپربولیک است (سطوح اضافه).
این شکل شامل طرح های انجام شده توسط معمار اسپانیایی، فلیکس کاندلا (1997-1910) است که به ویژه در دهه های 1950 و 1960 بسیاری از ساختمان ها را در مکزیک احداث کرد که مبتنی بر تغییرات پوسته های هایپر هستند.
در حال حاضر این سازه های پوسته ای ساخته شده به دلیل مسائل خوردگی بتن مسلح فولادی و ساخت و ساز گسترده کارگران و قالب بندی پیچیده درجا مشاهده نمی شوند. در این حالت، TRC با پارچه های تقویت کننده غیر خورنده موجب ارائه امکانات جدید برای تحقق سیستم های باربری با ضخامت مقطع عرضی کوچک می شود. با توجه به وزن کم آنها، این سازه های باربر تزئین شده از کارایی لازم برای قطعه بندی و ساخت و ساز به صورت اقتصادی و پیش ساخته برخوردار هستند.
4. نتیجه گیری
این مقاله به بیان طراحی و همچنین ساخت یک سازه نمایشی با یک بام شامل پوسته های بتنی مسلح شده پارچه ای (TRC) پرداخت. بر اساس تحلیل رفتار باربری پوسته های هایپر، مفهوم تقویت با اشاره به جریان تنش های اصلی در سازه پوسته، ارائه شد. علاوه براین، یک تکنیک ساخت برای پوسته های TRC به عنوان عناصر پیش ساخته از سوی سازنده ارائه شد که الزامات مرتبط با دقت موقعیتی لایه های پارچه تقویت شده را در ضخامت پوسته تنظیم شده، برآورده کرد. در کنار مسائل مرتبط با طراحی سازه و تولید پوسته ها به عنوان عناصر پیش ساخته، نیاز به طراحی مناسب اتصالات نیز احساس می شد. یک راه حل جهت نصب و تنظیم پوسته ها، پیشنهاد و اجرا شد. مسائل مرتبط با رفتار مصالح و ارزیابی حالت حدی نهایی نیز در مقاله مرتبط ارائه شده اند.
این پوسته های بزرگ نشان دهنده ظرفیت کاربردی این مواد کامپوزیت جدید با عملکرد مطلوب هستند. مثال کنونی در مورد سازه چادری TRC به منظور نشان دادن اجرای موارد جدید تر بتن مسلح پارچه ای از سوی طراحان و معماران ارائه شده است.
Abstract
At RWTH Aachen University recently, a pavilion was constructed with a roof shell made of textile-reinforced concrete (TRC), a composite material consisting of a fine-grained concrete and high-strength, non-corroding textile reinforcement in the form of carbon fibres. The thin-walled TRC shell structure demonstrates impressively the loadbearing capacity of this innovative composite material. The present paper discusses the practical issues concerning the construction, such as the fabrication of the TRC shells using shotcrete, the concepts developed for the arrangement of the textile reinforcement and the erection of the shells on top of the precast concrete columns. The issues concerning the design, assessment and numerical simulation of the loadbearing behaviour of TRC shells are presented in the companion paper (Part II).
1 Introduction
During the last decades, intensive research has been conducted on cementitious composites, leading to the development of strain hardening materials with high compressive and tensile strengths and better ductility and energy absorption capacity. The ductile tensile response of the composite required for applications with a load-carrying function in civil engineering structures can be achieved by combining continuous fabrics and short-fibre reinforcement with a fine-grained matrix [1]. Based on advances in the characterization and modelling methods, e.g. [2, 3, 4], a wide range of applications demonstrating the design possibilities of these high-performance composites have emerged. Examples include a slim TRC footbridge [5, 6], façades of large TRC elements [7] and sandwich panels [8]. Further, textile reinforced concrete has been successfully used in many cases as a retrofitting system for existing steel reinforced concrete structures, such as in the renovation of a heritage-listed barrel-shaped roof [9]. A detailed review of applications of textile-reinforced concrete recently carried out in Germany is given in [10].
The present paper describes in detail the structural design and construction of a pavilion with an ambitious roof structure made of textile-reinforced concrete recently built on the campus of RWTH Aachen University. Once glazed on all sides, the pavilion will be used as a room for seminars and events (Fig. 1). The design by the Institute of Building Construction of RWTH Aachen University (bauko 2) uses umbrella-like shells as basic elements, each of which consists of an addition of four surfaces in double curvature, known as hyperbolic paraboloids (hypar surfaces).
This shape refers to designs by the Spanish architect Félix Candela (1910–1997) who, especially in the 1950s and 1960s, created many buildings in Mexico which are based on variations of such hypar shells [11] (Fig. 2).
Such shell structures made of reinforced concrete have almost completely vanished from the current construction scene because of the corrosion problems of steel reinforced concrete and because of the labour-intensive fabrication of the complex in situ formwork. Here, TRC with non-corroding textile reinforcement provides new possibilities for the efficient realization of loadbearing systems with a small cross-sectional thickness. Owing to their low weight, such filigree loadbearing structures are particularly suitable for economical prefabricated constructionand segmentation. In contrast to conventional reinforced concrete shells, which require elaborate falsework and formwork, the spectrum of questions to be addressed for textile-reinforced loadbearing structures shifts to issues of assembly, alignment and joining of the individual finished parts.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. طراحی سازه
2.1 تشریح سازه باربر
2.2 تحلیل رفتار باربری برای طراحی اولیه
2.3 مصالح و طراحی مقطع عرضی آنها
2.4 مفهوم تقویت
3. پیاده سازی اجرایی
3.1 تولید پوسته های بتنی تقویت شده پارچه ای
3.2 نصب پوسته های TRC
4. نتیجه گیری
منابع
ABSTRACT
1 Introduction
2 Structural design
2.1 Description of the loadbearing structure
2.2 Analysis of loadbearing behaviour for preliminary design
2.3 Material components and their cross-sectional layout
2.4 Reinforcement concept
3 Implementation in practice
3.1 Production of textile-reinforced concrete shells
3.2 Erection of the TRC shells
4 Conclusions
References
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه