مقاوم‌سازی خمشی ستون‌های بتن مسلح قدیمی با میلگردهای GFRP یا فولادی کارگذاری شده در نزدیک سطح

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی، دانشگاه تهران

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران

چکیده

ساختمان‌های بتن مسلح قدیمی که قبل از دهه 1970 ساخته شده‌اند، غالبا بر مبنای بارهای ثقلی طراحی شده‌اند و فاقد جزئیات لرزه‌ای هستند. در این ساختمان‌ها معمولا اصل ستون قوی-تیر ضعیف رعایت نشده است و به سبب احتمال وقوع طبقه نرم، در مقابل بارهای لرزه‌ای آسیب‌پذیر می‌باشند. بر این اساس مقاوم‌سازی خمشی ستون‌ها به عنوان یکی از اولویت‌های بهسازی لرزه‌ای این ساختمان‌ها مطرح است. در این پژوهش مقاوم‌سازی خمشی ستون‌های بتن مسلح قدیمی با میلگردهای ساده فاقد جزئیات لرزه‌ای به روش تسلیح‌گذاری در نزدیک سطح (NSM) به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. شش نمونه ستون با مقیاس نیم شامل دو نمونه‌ کنترلی و چهار نمونه تقویت شده به روش NSM با میلگردهای GFRP و فولادی تحت اثر بار محوری ثابت و بار جانبی افزاینده آزمایش شدند و اثر روش مقاوم‌سازی و مصالح تقویتی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت خمشی و ظرفیت استهلاک انرژی ستون‌های تقویت شده با میلگردهای GFRP نسبت به ستون‌های کنترلی متناظر به طور متوسط به ترتیب 62% و 46% افزایش پیدا کرد، ولی میرایی هیسترزیس معادل این ستون‌ها افزایش چندانی نداشت. همچنین مقاومت خمشی، ظرفیت استهلاک انرژی و میرایی هیسترزیس معادل ستون‌های تقویت شده با میلگردهای فولادی نسبت به ستون‌های کنترلی متناظر به طور متوسط به ترتیب 86%، 197% و 104% افزایش یافت. نتایج نشان ‌می‌دهد که روش NSM به طور قابل ملاحظه‌ای باعث افزایش مقاومت خمشی و بهبود پارامترهای لرزه‌ای ستون‌ها می‌گردد، به خصوص اگر از میلگرد فولادی به عنوان تسلیح تقویتی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Flexural strengthening of old‐type RC columns with near surface mounted GFRP or steel bars

نویسندگان [English]

  • Ali Seifi 1
  • Abdollah Hosseini 2
  • Mohammad Sadegh Marefat 2
  • Mohammad Khanmohammadi 2
1 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran
2 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran
چکیده [English]

The old-type RC buildings constructed before 1970s are mostly designed according to gravity loads and lack seismic detailing. In these buildings, the strong column-weak beam concept is not usually observed, and due to the probability of soft-storey event, they are vulnerable to seismic loads. Therefore, the flexural strengthening of the columns is proposed as one of the top priorities in seismic retrofitting of these buildings. This paper experimentally studies the flexural strengthening of old-type RC columns with near surface mounted (NSM) technique. Six half-scale columns, including two control columns and four columns strengthened via NSM method with GFRP and steel bars, were tested under constant axial load and increasing lateral load; the effect of strengthening method and materials were also investigated. The mean flexural strength and energy dissipation capacity of the strengthened columns with GFRP bars increased respectively by 62% and 46% compared to corresponding control columns; but the equivalent hysteresis damping of these columns did not have a substantial increase. In addition, the mean flexural strength, energy dissipation capacity, and equivalent hysteresis damping of the strengthened columns with steel bars increased respectively by 86%, 197%, and 104% compared to the corresponding control columns. The results indicate that NSM technique remarkably increases the flexural strength and improves the seismic parameters of columns, especially when steel bar are used as NSM reinforcement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Old-type reinforced concrete column
  • plain bar
  • near surface mounted (NSM)
  • flexural strengthening
  • seismic retrofitting