پایان نامه ارشد بررسی تاثیر وزن و آرایش چرخ هواپیماها در طراحی روسازی بتن غلتکی باند فرودگاه با استفاده از روش اجزا محدود

چکیده

با توجه به تاثیرات نیروهای وارده از سوی هواپیماها به روسازی های صلب و انعطاف پذیر و میزان صدمات وارده بر روسازی باند فرودگاه در زمان بهره برداری و همچنین توسعه ی روز افزون صنعت هواپیما سازی و تولید انواع مختلف هواپیما و در کنار آن پیشرفت علم مهندسی عمران و استفاده از مصالح جدید از جمله بتن غلتکی سبب استفاده ایمن و راحت از روسازی ها شده است، در این مقاله به تحلیل و مقایسه تنش در روسازی صلب باند فرودگاه به روش پرداخته شده است تا با FEAFAA و ABAQUS اجزای محدود با استفاده از نرم افزارهای مقایسه این تنش و تعداد پرواز معادل هواپیمای مبنای طرح به نتیجه ی مطلوب و بهینه ترین طرح روسازی از لحاظ فنی و اقتصادی جهت اجرا انتخاب گردد. روسازی بتنی با توجه به شرایط بهره برداری و اجرا به انواع مختلفی تقسیم میشوند که تفاوت آنها در کاربرد آرماتور، فاصله درزها و نحوه اجرا است. روسازیهای بتن غلتکی بعنوان یک نوع روسازی بتنی محسوب میگردد که جزء روسازی بتنی غیر مسلح درزدار قرار میگیرد. در واقع فرآیند طراحی آن شبیه به طراحی روسازی بتنی غیر مسلح درزدار با درز انبساط یا درزهای اجرایی بدون داول است.

کلید واژه: روسازی صلب، باند فرودگاه، تنش، آباکوس 

مقدمه استفاده ی فزآینده بشر از تکنولوژی و پیشرفت علوم مختلف، سیر تکامل سفرهای هوایی را نیز شامل شده است. ترافیک فرودگاهها و طیف وسیع هواپیماها از لحاظ تعداد و آرایش چرخها و تولید انواع بتن و کاربرد آنها در بخشهای مختلف عمرانی از جمله روسازی باند فرودگاه و بررسی آنها در زمان بهره برداری توسط نرم افزارهای موجود، باعث کاهش هزینه ها و صرفه ی اقتصادی در زمان ساخت و بهره برداری(تعمیر و نگهداری روسازی) خواهد شد.یکی از مصالح بکار رفته در روسازی باند فرودگاه ،بتن غلتکی بتنی است که در اجرای سازه های حجیم ( سدها ، شالوده های بزرگ و... ) کاربرد دارد و برای اجرای آن با ماشین آلات راهسازی و عملیات خاکی قابل انجام است. روسازی بتن غلتکی بعنوان یک راه حل بهینه از لحاظ اقتصادی برای روسازی راه ها و باند فرودگاهها مطرح است.اما با این وجود عموما این نوع روسازی برای ترافیک سنگین و با سرعت بالا استفاده شده است.ارتش آمریکا بطور گسترده ای از این روسازی برای جاده های تانک رو استفاده کرده است. همچنین سازمان هوانوردی آمریکا، با ارائه نرم افزارهای مختلف برای بررسی روسازیهای مختلف به روش اجزای محدود این امکان را فراهم نموده است. نرم افزار طراحی روسازی باند فرودگاه (اجزاء توسط سازمان هوانوردی آمریکابه عنوان یک ابزار مستقل برای تجزیه و تحلیل (FAA - محدود تحلیل بروش المان محدود در روسازی صلب فرودگاه(چند دال) توسعه داده شد است. از این برنامه برای محاسبه و پاسخ دقیق (تنش، کشش ها، و تغییر شکل) سازه روسازی صلب به هواپیما تحت بارهای ارابه عبارتند از: تحلیل روسازی صلب با ۹ دال متصل، FEAFAA فرود استفاده میشود. ویژگی های عمده تحلیل لایه های مخلتف با مشخصات متفاوت( ۶ لایه)، قابلیت بارگذاری با محورهای دلخواه، قابلیت مدل سازی روکش، اختصاص ضخامت دال و سابگرید توسط کاربر، کتابخانه مدلهای مختلف هواپیما. یکی دیگر از نرم افزارهای جامع تحلیل مواد به روش اجزا محدود اباکوس می باشد. اباکوس با وجود اینکه مجموعه قابلیتهای بسیار گسترده ای را در استفاده از نرم افزار اختیار کاربر قرار می دهد، کار نسبتًا ساده ای می باشد در اغلب مدلسازی ها، حتی مدلهای با درجه غیر خطی بالا، کاربر می بایست تنها داده های مهندسی نظیر هندسه مساله، رفتار ماده مربوط به آن، شرایط مرزی و بار گذاری آن مساله را تعیین کند.

فرمت پایان نامه pdf

تعداد صفحات 143

فهرست مطالب
مقدمه ۱
فصل اول: تعریف مسئله ۲
۱- تعریف کلی موضوع ۳ -۱
۲- نیاز به مطالعه در مورد مسئله ۴ -۱
۳- اهداف ۵ -۱
۴- محدودیتها ۵ -۱
فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق ۷
۱- مقدمه پیشینه تحقیق ۸ -۲
۲- بررسی مقالات ۸ -۲
۱- مقاله بهبود روش مدلسازی دال بتنی فرودگاه به روش اجزاء محدود ۸ -۲-۲
۲- مقاله بهبود طرح روسازی صلب دولایه فرودگاه ۱۷ -۲-۲
فصل سوم: روش تحقیق ۲۹
۱- کلیات بتن غلتکی و کاربرد آن ۳۰ -۳
۱- انواع روسازی های بتنی ۳۱ -۱-۳
۳۱ (JPCP) ۱- روسازی بتنی غیرمسلح درزدار -۱-۱ -۳
۳۲ (JRCP) ۲- روسازی بتنی مسلح درزدار -۱-۱ -۳
۳۲ (CRCP) ۳- روسازی بتنی مسلح پیوسته -۱-۱ -۳
۳۳ (PCP) ۴- روسازی بتنی مسلح پیش تنیده -۱-۱ -۳
۲- خواص و عملکرد روسازی های بتن غلتکی ۳۳ -۳
۱- خواص ۳۴ -۲-۳
۱- کارآیی ۳۴ -۱-۲ -۳
۲- جداشدگی ۳۵ -۱-۲ -۳
۳- آب انداختگی ۳۵ -۱-۲ -۳
۴- جرم حجمی و درجه تراکم ۳۵ -۱-۲ -۳
۵- مقاومت فشاری ۳۶ -۱-۲ -۳
۶- مقاومت خشمی ۳۷ -۱-۲ -۳
۷- مقاومت کششی برزیلی ۳۷ -۱-۲ -۳
۸- مدول الاستیسیته(ارتجاعی) ۳۷ -۱-۲ -۳
۹- خستگی ۳۸ -۱-۲ -۳
۳- عملکرد ۳۹ -۳
۱- انتقال بار از درزها ۳۹ -۳-۳
۲- اتصال بین لایه ها(مقاومت چسبندگی بین لایه ها) ۴۰ -۳-۳
۳- مقاومت در برابر لغزش ۴۰ -۳-۳
۴- مسطح بودن سطح یا همواری ۴۰ -۳-۳
۵- کیفیت تردد ۴۱ -۳-۳
۶- مقاومت در برابر سایش ۴۱ -۳-۳
۴- زمینه های کاربرد روسازی بتن غلتکی ۴۲ -۳
۱- کاربرد در فرودگاهها ۴۲ -۴-۳
۵- طرح اختلاط و مصالح مصرفی در بتن غلتکی روسازی ۴۴ -۳
۱- مواد مصالح مصرفی ۴۴ -۵-۳
۲- طرح اختلاط بتن غلتکی روسازی ۴۵ -۵-۳
۶- روش های ساخت و اجرای روسازی بتن غلتکی ۴۶ -۳
۱- آماده سازی لایه های اساس و زیر اساس ۴۶ -۶-۳
۲- ساخت مخلوط بتن و حمل آن ۴۷ -۶-۳
۳- بتن ریزی ۴۷ -۶-۳
۴- تراکم ۴۷ -۶-۳
۵- ساخت درزها ۴۷ -۶-۳
۱- درزهای تازه ۴۸ -۵-۶ -۳
۲- درزهای اجرایی ۴۸ -۵-۶ -۳
۳- درزهای انقباظی ۴۹ -۵-۶ -۳
۶- عمل آوری و مراقبت از سطح ۵۰ -۶-۳
۷- طراحی بتن غلتکی ۵۱ -۳
۱- تعیین مدول عکس العمل خاک بستر ۵۲ -۷-۳
۲- مدول گسیختگی ۵۲ -۷-۳
۳- ضرایب اطمینان ۵۴ -۷-۳
۸- چارتهای طراحی ۵۵ -۳
۵۵ (PCA) ۱- روش انجمن سیمان پرتلند -۸-۳
۱-طراحی بر اساس خستگی ۵۸ -۱-۸ -۳
۲- تکرارها، پوشش ها و بهره برداری ها ۶۰ -۱-۸ -۳
۶۱ (CE) ۲- روش انجمن مهندسین ارتش -۸-۳
۱- عمل انجماد ۶۳ -۲-۸ -۳
۲- انتخاب مقادیر طرح ۶۴ -۲-۸ -۳
۶۴ (FAA) ۳- روش سازمان هوانوردی فدرال -۸-۳
۱- اساس تثبیت شده در زیرسازیهای بتنی ۶۷ -۳-۸ -۳
برای اساس تثبیت شده ۶۷ K ۲- تصحیح مقادیر -۳-۸ -۳
۶۸ (PCA) ۳- روش پاکارد -۳-۸ -۳
۴- چارتهای طراحی ۷۰ -۳-۸ -۳
۵- تاثیر یخبندان ۷۰ -۳-۸ -۳
۹- انواع روش های طراحی روسازی بتن غلتکی ۷۰ -۳
۱- معیارهای طراحی در روشهای مختلف ۷۱ -۹-۳
۲- معیارهای مهم در طراحی روسازی بتن غلتکی ۷۲ -۹-۳
۱۰ - روش اجزاء محدود ۷۳ -۳
۱- انتگرال وزنی و تشکیل روابط ضعیف ۷۶ -۱۰-۳
۲- انتگرال گیری عددی به روش گاوس ۸۱ -۱۰-۳
۳- روش های تغییراتی و باقیمانده وزنی ۸۲ -۱۰-۳
۴- روش نقطه یابی ۸۵ -۱۰-۳
۵- روش مینیمم مربعات ۸۶ -۱۰-۳
۶- ارائه معادلات اجراء محدود ۸۷ -۱۰-۳
۱۱ - نرم افزارهای اجزاء محدود ۹۰ -۳
۱- نرم آباکوس ۹۱ -۱۱-۳
۱- اجراء یک مدل درآباکوس ۹۳ -۱-۱۱ -۳
۲- اصول کلی آباکوس ۹۹ -۱-۱۱ -۳
۳- بارگذاری در آباکوس ۱۰۰ -۱-۱۱ -۳
۴- بارگذاری استاتیکی ۱۰۱ -۱-۱۱ -۳
۱۰۳ FEAFAA ۲- نرم افزار -۱۱-۳
۱۰۳ FEAFAA ۱- تاریخچه نرم افزار -۲-۱۱ -۳
۱۰۴ FEAFAA ۲- روش اجزاء محدود در -۲-۱۱ -۳
۳-نتیجه تحلیل ۱۰۶ -۲-۱۱ -۳
فصل چهارم: تحلیل اطلاعات ۱۰۸
۱- مشخصات لایه های روسازی ۱۰۹ -۴
۲- مشخصات بارگذاری هواپیماها و هواپیمای مبنای طرح ۱۱۰ -۴
هواپیمای مبنای طرح) ۱۱۰ ) FOKKER ۱- هواپیمای 100 -۲-۴
۱۱۲ BOING 747-SP ۲- هواپیمای -۲-۴
۱۱۳ A300-B4 std ۳- هواپیمای -۲-۴
۳- مشخصات بارگذاری ۱۱۵ -۴
فصل پنجم: تحلیل نتایج و پیشنهادات ۱۱۷
۱- تعیین حداکثر تنش کششی زیر دال ۱۱۸ -۵
۲- نتیجه گیری ۱۲۷ -۵
۳- پیشنهادات ۱۲۷ -۵
منابع و ماخذ ۱۲۹
فهرست منابع فارسی و لاتین ۱۳۰