التحليل اللاخطي والتصميم الأمثل للمنشآت اللوحيّة والقشريّة الخرسانية المسلحة

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

هذا البحث معنيّ بالتصميم المرن-اللدن الأمثل للالواح و القشريات الخرسانيه المسلحة وبالاعتماد على التحليل المرن-اللدن اللاخطي هندسيا، باستخدام طريقة العناصر المحددة. تم استخدام العنصر المتطبق القشري ذي العقد الثمانيه مع تحديد خمس درجات للحرية في كل عقدة متعلقة بالازاحات الثلاث ودورا نين للمتجه العمودي في كل عقدة.لقد تم استخدام نموذج الطبقات في سلوك الخرسانة المسلحة مع فرض ترابط كلي بين حديد التسليح والخرسانة.تم تمثيل سلوك الخرسانة تحت تأثير اجهادات الانضغاط كمادة مرنة مع انفعالات لدنة متصلدة او مادة مرنة تامة اللدونة بعد الخضوع. تم التعبير عن شروط الخضوع بدلالة المتغيرين الأوليين للاجهاد. تم السيطرة على حركة الأسطح المتعاقبة بقاعدة التصلب التي تستقرأ من علاقة الاجهاد-الانفعال المحوري والممثل عنها بدالة قطع مكافئ.إن تهشم الخرسانة هي ظاهرة مسيطر عليها بالانفعال ومنظمة بسطح سحق يشبه سطح الخضوع. استعمل أسلوب الشق الثابت لتمثيل سلوك الخرسانة المتشققة مصاحب بشرط الشد للتنبؤ بحدوث الشق. كما اخذ بنظر الاعتبار تخفيض معامل القص في منطقة الشق. تناقص الترابط التدريجي باستمرار التشقق تم تمثيله من خلال نموذج صلابة شد الخرسانة. لقد مثل سلوك حديد التسليح تحت تأثير قوى الشد والانضغاط كمادة مرنة تامة اللدونة او مادة مرنة مع تصلب انفعال خطي.تم استخدام التقنية المعروفة بالتزايدية – التعاودية والتي تعمل تحت أحمال متزايدة لحل معادلات التوازن الغير خطية. أما طريقة الحل التي استخدمت لمعالجة هذه التقنية هي طريقة محورة لطريقة (نيوتن - رافسون). في هذه الطريقة (نيوتن - رافسون) المحورة تعدل مصفوفة الصلابة في الإعادة الثانية لكل زيادة حمل. كما تم استخدام تقارب كل من الإزاحة والقوة في هذا البحث. تم استعمال طرق متعددة لأجراء التكاملات العددية مثل التكامل الكامل والاختياري والناقص للتطبيقات المستخدمة في هذا البحث. لقد تم الآخذ بنظر الاعتبار في النموذج الرياضي المستخدم في هذا البحث التغير غير الخطي في الشكل مستنداً على أسلوب (لاكرانج) الكلي آخذا بنظر الاعتبار فرضيات (فون كارمن).في حالة الأمثلية الإنشائية و التي هي أمثلية مقيدة لا خطية، فقد تم استخدام طريقة هوك و جيفس (Hooke and Jeeves) المعدلة وباعتبار حجم المنشأ كدالة الهدف وأبعاده كمتغيرات التصميم مع قيود هندسية. العديد من الأمثلة المتعلقة بالسقوف و القشريّات الخرسانية المسلحه، والتي قد تمّ تحليلها سابقا من قبل باحثين آخرين، تمّ تحليلها باستخدام طريقة العناصر المحددة الحالية والنتائج أظهرت تقارب جيد و خاصة مع نتائج التجارب العملية ومع وجود فرق بحدود (3%-16.8%) من الحمل الأقصى. التصميم الأمثل للسقوف و القشريات الخرسانيه المسلحة قد تمّ تناوله. لقد أظهرت النتائج بان اقل كلفة للسقف نستطيع الحصول عليها عند استخدام اقل سمك. أما في حالة القشريات الخرسانيه المسلحة فان زيادة السمك و درجة التقوس تعطي اقل كلفة.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

04f87eba-5045-493f-bbed-9a287d49fe57

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

1001661_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

NONLINEAR ANALYSIS AND OPTIMAL DESIGN OF REINFORCED CONCRETE PLATES AND SHELLS

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"عبد الرضا صالح","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"علي عبد الحسين محمد السلطاني","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"نمير عبد الامير علوش","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

التحليل اللاخطي والتصميم الأمثل للمنشآت اللوحيّة والقشريّة الخرسانية المسلحة

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

This research deals with the optimal design of reinforced concrete plate and shell structures based on nonlinear finite element method. The eight-noded degenerated curved shell element is used in which five degrees of freedom are specified at each nodal point, which are three displacements and two rotations of the normal at the node. A layered model is considered in the modelling of the reinforced concrete behaviour and a perfect bond between the concrete and reinforcement has been assumed. The compressive behaviour of the concrete has been modelled by employing two approaches: both elastic-strain hardening and elastic-perfectly plastic plasticity approach. The yield condition is formulated in terms of the first stress and second deviatoric stress invariants. The motion of the subsequent loading surface is controlled by the hardening rule that is extrapolated from the uniaxial stress-strain relationship given by a parabolic function. The behaviour of cracked concrete has been modelled using a smeared fixed crack approach, coupled with a tensile criterion to predict crack initiation. Gradual bond deterioration with progressive cracking is simulated by means of a tension stiffening model. A reduced shear modulus is employed in the cracked zone. The behaviour of steel reinforcement is idealized by elastic-perfectly plastic relation with linear strain hardening for tensile and compressive stresses. The nonlinear equations of equilibrium have been solved using an incremental-iterative technique operating under load control. Modified Newton-Raphson method has been employed. In this method, the stiffness matrix is updated in the second iteration of each load increment. A load convergence criterion is adopted in the present work. Various integration rules (full, selective, reduced) have been used in the analysis of the application presented in this study. A nonlinear geometrical model based on the total Lagrangian approach and taking into account the von Karman assumptions. For the structural optimization problem, which is dealt with as a constrained nonlinear optimization, the so-called Modified Hooke and Jeeves method (Bunday 1984) is employed by considering the total cost of the structure as the objective function and the dimensions as the design variables with geometrical constraints. For the analysis of reinforced concrete plates and shells, several examples are worked out using the present finite element analysis and the results show good agreement with experimental results and the difference at the range of (3%-16.8%) for the ultimate load. The results of optimization for reinforced concrete plates show that he optimal cost occurs when using of minimum thickness of slab.The optimal cost for reinforced concrete cylindrical shell occurs when the thickness and curvature of the shell increases and shell angle decreases.

كلمات الباحثين

Optimal cost – Slab thickness – Reinforced concrete shell – Curvature – Shell angle

إشراف وإعداد

الإشراف

عبد الرضا صالح, نمير عبد الامير علوش

الإعداد

علي عبد الحسين محمد السلطاني

الاقتباسات الببليوغرافية