بررسی اثر محصورشدگی اجزاء مرزی تو سط FRP در رفتار دیوار برشی بتن آرمۀ لاغر

نویسندگان

چکیده

دیوار‌های برشی بتن آرمه رایج ترین سیستم مقاومت در برابر بار های جانبی در سازه های بلندمرتبه هستند. در سال های اخیر متدلوژی‌های طرح لرزه ای توجه بیشتری بر محدود کردن دریفت سازه در زلزله دارد. سختی درون صفحه ی بسیار زیاد این المان ها و نقش آن ها در باز توزیع نیروها از ستون ها به دیوار باعث کنترل دریفت بسیار عالی در سازه می گردد. آنالیزهای غیر خطی ابزار قدرتمندی در پیش‌بینی رفتار دیوار برشی بتن آرمه ارائه می دهند. این مطالعات باعث تغییرات اساسی در آیین‌نامه ها و روش های طراحی المان های بتن آرمه شد . گذشت زمان، آسیب های سازه ای و ضعف آیین‌نامه های قدیم باعث کارایی نامناسب دیوار های سازه‌ای موجود در برابر زلزله شده است. از طرفی در سال های اخیر مواد کامپوزیت FRP در تقویت و بهسازی المان های سازه‌ای کاربرد های بسیاری یافته اند. خصوصیات ممتاز این مواد آن‌ها را گزینۀ اول پروژه‌های تقویت قرار داده است. با این وجود مروری بر تحقیقات گذشته نشان می دهد تا کنون بر روی تقویت دیوار برشی بتن آرمه ی لاغر با مواد FRP مطالعه ی آزمایشگاهی یا تحلیلی صورت نگرفته است.
در این مقاله اثر تقویت FRP و محصور شدگی اجزا ء مرزی دیوار توسط این مواد بر رفتار دیوار برشی بتن آرمه ی لاغر طراحی شده بر اساس آیین‌نامه ها ی آبا و ACI مورد مطالعه قرار گرفته است. نرم افزار اجزاء محدود ابتدا کالیبره شده و صحت نتایج آن با مدل سازی نمونه های آزمایشگاهی مورد تائید قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزاء محدود غیر خطی بتن آرمه و مدل رفتاری پلاستیسیته‌ی آسیب (Damage Plasticity ) به همراه اثر سخت شدگی کششی برای مدل سازی رفتار بتن استفاده شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از ورق FRP در اجزای مرزی تاثیر زیادی بر رفتار شکل پذیر دیوار دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of FRP confinement of boundary elements in slender RC shear walls

نویسندگان [English]

  • M. Mohammadi Anaei
  • D. Mostofinejad
چکیده [English]

Concrete shear walls are the most commonly used systems to resist lateral loads due to earthquakes in high rise buildings. In recent years, seismic design methodologies have put more attention on limiting the maximum drift experienced by a structure during earthquake. Very large in-plane stiffness of shear walls and its role on redistribution of the lateral loads from columns to wall provide an excellent drift control. Nevertheless, Time expiring, structural damages and early code shortcomings cause unsuitable efficiency of existing structural walls against earthquake. Fiber Reinforced Polymer (FRP) materials have greatly used in strengthening and retrofitting of structural elements in recent years. The excellent features of FRP materials set them the first alternative in the strengthening projects. However, a glance on the previous studies shows that very limited analytical and/or experimental studies have been conducted on the FRP strengthening of the slender RC shear walls so far. In this paper, effect of FRP confinement of boundary elements in slender RC shear walls on the overall behavior of boundary elements is investigated. The finite element software is calibrated and verified using available experimental data. Nonlinear finite element analysis of reinforced concrete walls is performed using damage plasticity model and tension stiffening effects. Results of the current study show the superior effectiveness of strengthening FRP composite layers on ductile behavior of concrete shear walls

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Reinforced concrete
  • Shear Wall
  • Finite element analysis
  • damage plasticity model
  • tension stiffening
  • FRP
  • Strengthening