بررسی آزمایشگاهی سیستم دیوار همبسته دوگانه پس‌کشیده مجهز به ادوات اصطکاکی در ناحیه اتصال تیر به دیوار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

سیستم دیوار بتنی همبسته دارای مقاومت، سختی و شکل‌پذیری مطلوبی می‌باشد و به عنوان یک سیستم سازه‌ای مناسب برای ساختمان‌ها مورد توجه است. با این حال این سیستم سازه‌ای همچون سایر سیستم‌های متعارف، بعد از زلزله‌های بزرگ متحمل تغییرشکل‌های ماندگار شده که منجر به عملیات تعمیر و بهسازی گسترده و هزینه‌بری می‌شود. سیستم دیوار همبسته دوگانه پس‌کشیده از جمله سیستم‌های لرزه‌ای جدیدی است که دارای قابلیت مرکزگرایی می‌باشد. در این سیستم، تیر همبند در دیوار فرو نمی‌رود و همبندی دیوارهای بتنی به وسیله‌ی پیش‌تنیده کردن تیر همبند با کابل‌های پرمقاومت انجام می‌شود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی رفتار تیر همبند فولادی پس‌کشیده مجهز به ادوات استهلاک انرژی اصطکاکی در ناحیه اتصال به دیوار بتنی پرداخته می‌شود. سه نمونه با مقیاس 2⁄3 تحت بار چرخه‌ای شبه‌استاتیکی مورد آزمایش قرار گرفت. نمونه‌ها شامل یک نمونه‌ کنترلی فاقد سیستم استهلاک انرژی و دو نمونه مجهز به ادوات اصطکاکی با سطوح مختلف پیش‌تنیدگی بود. ادوات اصطکاکی در ناحیه اتصال تیر به دیوار به منظور استهلاک انرژی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد نمونه‌های مجهز به ادوات اصطکاکی توانایی تحمل تغییرشکل‌های غیرخطی بزرگ، بدون تغییرشکل ماندگار و بدون خسارت قابل ملاحظه در سیستم را دارند و رفتار لرزه‌ای پایداری تا دریفت 8% ارائه می‌دهند. افزودن ادوات اصطکاکی سبب افزایش 47% تا 62% ظرفیت باربری و افزایش قابل‌توجه ظرفیت استهلاک انرژی نمونه‌ها شده است. با افزایش 30% در نیروی پیش‌تنیدگی ادوات اصطکاکی، ظرفیت باربری حدود 10%، میانگین نسبت استهلاک انرژی نسبی حدود 15% و میانگین ظرفیت استهلاک انرژی تجمعی حدود 33% افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental study of post-tensioned hybrid coupled wall system with friction devices at the beam-to-wall connection region

نویسندگان [English]

  • Mohammad Sajjad Zareian 1
  • Mohammad Reza Esfahani 2
  • Abdollah Hosseini 3
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University Of Mashhad, Mashhad, Iran
3 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Post-tensioned coupled shear wall system is a new type of seismic lateral force resisting systems with self-centering capability. In this system, the coupling beam is not embedded into the walls, and coupling of concrete walls is achieved by posttensioning beam to the walls using unbonded post-tensioning (PT) strands. In this research, the cyclic behavior of post-tensioned steel coupling beam with friction devices at the beam-to-wall connection region is experimentally evaluated. Three 2/3-scale specimens were tested subjected to quasi‐static lateral loading. The specimens consisted of one control specimen without energy dissipation system and two specimens equipped with friction devices with different levels of damper normal force. Friction devices are used at the beam-to-wall connections to slip and dissipate the seismic input energy. The test results revealed that the specimens equipped with friction devices have excellent lateral stiffness, strength, and ductility, and have significant energy dissipation capacity and negligible residual displacements under reversed cyclic loading. In addition, the specimens is able to tolerate large nonlinear rotations without significant damage in the beam and the wall region. Adding friction devices increased the load-carrying capacity by 47% to 62% and significantly increased the energy dissipation capacity of the specimens. With a 30% increase in the damper normal force, the load capacity increased by about 10%, the average relative energy dissipation ratio by about 15% and the mean cumulative energy dissipation capacity by about 33%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid coupled wall
  • Post tensioning
  • Residual displacement
  • Friction device
  • Cyclic behavior