19300

2180 دكتري

دكتري

سازه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1402

(دوازده، 228ص، :مصور، جدول، نمودار)

1402/12/21

كتابنامه

مهندسي عمران

پرديس

1402/12/21

23020232

ديوارهاي برشي همبسته بتن مسلح، سيستمهاي موثري براي مقاومت در برابر بارهاي جانبي هستند كه اغلب در مناطق لرزه خيز در ساختمانهاي متوسط تا بلند استفاده ميشوند. اين ديوارها معمولاً داراي بازشوهايي براي درها و پنجرهها ميباشند كه يك ديوار سازهاي مقاوم را به دو بلوك ديوار مجزا تقسيم ميكند. مقاومت اين ديوارها نه تنها از مجموع دو ديوار مجزا، بلكه از مقطع عرضي بلوكهاي ديوار و عملكرد قابي شكل بين آنها از طريق تيرهاي همبند ناشي ميشود. ديوارهاي برشي همبسته در سازه هاي بتن مسلح بايد به تيرهاي همبند سخت و مقاوم متصل شوند تا در هنگام زلزله عملكرد موثري داشته باشند و انرژي لرزه‌اي را در ارتفاع ساختمان توزيع كنند. اين نه تنها تنش خمشي پايه ديوارهاي برشي را كاهش مي دهد، بلكه مقاومت كلي، سختي و مقاومت آنها در برابر نيروهاي جانبي را نيز بهبود مي بخشد. با اين حال، بسياري از ساختمانهاي بتن مسلح با سيستمهاي مقاوم ديوار برشي همبسته با الزامات لرزهاي ناكافي بر اساس آيين نامهها و استانداردهاي قديمي طراحي و ساخته شدهاند و يا از منظر اجرايي و ساخت و همچنين تغيير كاربري دچار مشكل ميباشند. با توجه به موارد ذكر شده، در طول زمين لرزههاي بزرگ اين سيستمها به طور رضايت بخشي پاسخ نميدهند و ممكن است زودتر از موعد فرو بريزند. مقاوم سازي اعضاي مختلف بتن مسلح از جمله تيرهاي همبند با ورقهاي FRP متصل شده با پيوند خارجي (EBR)، اگرچه متداول است، اما هميشه از جدا شدن زودرس ورقFRP از بستر بتن رنج مي برد. اخيراً، تكنيك تقويت نصب خارجي بر روي شيارها (EBROG) معرفي شده است و عملكرد بهتر آن در مقايسه با EBR براي به تعويق انداختن يا حتي حذف جداشدگي ورق FRP از بستر بتني در بسياري از اعضاي بتن مسلح سازهاي ثابت شده است. در اين مطالعه، تأثير روش‌ شيارزني در قالب تكنيك EBROG بر رفتار لرزه‌اي تيرهاي همبند بتن مسلح با كمبود فولاد برشي و خمشي تقويت ‌شده با ورق‌هاي كامپوزيت كربن (CFRP) بررسي شده است. علاوه بر اين، اثربخشي فن‌هاي FRP در تقويت مهار انتهايي نوارهاي CFRP نيز مورد مطالعه قرار گرفته است. هشت نمونه تير همبند در مقياس بزرگ با آرماتور طولي با مقاومت زياد از نوع AIV و آرماتور عرضي از نوع AIII با ابعاد يكسان ساخته شدند. كميتهاي ظرفيت باربري، شاخص شكل پذيري، ظرفيت استهلاك انرژي، كاهش سختي، نسبت باريك شدگي و شاخص آسيب از منحنيهاي بار-تغيير مكان جانبي نمونههاي آزمايشگاهي استخراج شدند. با استفاده از روش شيار زني به صورت گروه شيار و مهار باد بزني در نقطه انتهايي ورق هاي FRP، جداشدگي به طور كامل حذف شد و از ظرفيت كامل الگوي تقويت استفاده شد كه منجر به پارگي نوارهاي CFRP شد. همچنين نشان داده شد تحت شرايط خاص، اين روش مي‌تواند مفصل پلاستيك ايجاد شده در نمونهها را از نواحي مرزي تير-ديوار به نواحي مركزي تيرهمبند انتقال دهد و شكست ترد برشي را به تاخير بيندازد. در نتيجه مقاوم سازي با الگوهاي تقويت برشي به روش شيار زني، ظرفيت باربري نمونهها را تا 60 درصد افزايش داده است و همچنين ميزان شاخص شكل پذيري و اتلاف انرژي در نمونههاي مقاوم سازي شده به ترتيب حدود 24 و 66 درصد نسبت به نمونه شاهد افزايش يافت. در نمونههاي خمشي با استفاده از تكنيك EBROG و فن‌هاي FRP در نقاط انتهايي ورق‌ تقويت، مشكل جداشدگي انتهايي رفع شده و بهبود شكل‌ پذيري، استهلاك انرژي و افزايش ظرفيت باربري به ترتيب تا حدود 6، 135 و 46 درصد حاصل شد.

Coupled shear walls (CSW) in reinforced concrete (RC) structures must be connected with stiff and strong coupling beams (CBs) to perform effectively during an earthquake. However, many RC buildings with CSW resisting systems have been designed and constructed with insufficient seismic requirements based on old codes and standards. During major earthquakes, these systems respond unsatisfactorily and may prematurely collapse. Strengthening of different RC members including CBs with fiber-reinforced polymer (FRP) sheets attached through externally-bonded reinforcement (EBR), though attractive, has always suffered from premature debonding of FRP from concrete substrate. Recently, the externally bonded reinforcement on grooves (EBROG) technique has been introduced and its better performance compared with the EBR to postpone or even eliminate the debonding of the FRP sheet from concrete substrate has been proved in many structural reinforced concrete (RC) members. In this study, the effects of the grooving methods (GM) in the form of the EBROG technique on the seismic behavior of shear-deficient and flexural-deficient RC coupling beams strengthened with carbon FRP (CFRP) sheets have been investigated. Furthermore, the effectiveness of FRP fans in enhancing the end-anchorage of CFRP strips has been also studied.Eight large-scale RC coupling beams with high-strength longitudinal reinforcement of grade 550 MPa and transverse reinforcement of grade 420 MPa were identically constructed.Using the EBROG technique and FRP fans at the termination point of FRP sheets, the debonding was completely eliminated and the full capacity of the CFRP strip was utilized, resulting in the rupture of CFRP strips. It was shown that under certain conditions, the method is also able to relocate the coupling beam plastic hinge away from the wall interface and delay the brittle shear failure of the beam. As a result of shear retrofitting with CFRP sheets through the EBROG method, the specimens' load-carrying capacity increased by up to 60%, and their ductility up to 24%, compared to the control specimen. Furthermore, the energy dissipation in retrofitted specimens increased by 66% compared to the control specimen. Furthermore it was observed that using the EBROG technique and FRP fans at the termination point of FRP sheets eliminated the debonding problem and the full capacity of the CFRP sheets was utilized accompanied by their rupture, with improved displacement ductility, dissipation energy and increased load-carrying capacity of up to 6, 135 and 46% in the flexural specimen, respectively.

داود مستوفي نژاد , محمدرضا افتخار

عليرضا سلجوقيان

مجتبي ازهري , ابوالفضل اسلامي حسن‌آبادي , مهرداد حجازي