توصيفگر ها :
ديوار برشي بتن آرمه , FRP , مقاوم سازي , روش شيار زني , EBROG , مهار بادبزني , بارگذاري چرخهاي
چكيده فارسي :
ديوارهاي برشي بتنآرمه يكي از مهمترين سيستمهاي مقاوم در برابر بارهاي جانبي هستند كه به دليل سختي بالا، نقش كليدي در كنترل تغيير مكان جانبي سازه ايفا ميكنند. با اين حال، به دلايلي نظير ضعف در طراحي و اجرا، تغيير آييننامهها، خوردگي ميلگردها، تغيير كاربري سازه و آسيبديدگي ناشي از زلزله، مقاومسازي اين ديوارها ضروري ميشود. يكي از روشهاي مؤثر براي اين منظور، استفاده از كامپوزيتهاي FRP به دليل مزايايي همچون مقاومت كششي بالا، وزن كم، دوام مناسب و سهولت نصب است. با اين وجود، چالشهايي مانند جدا شدگي ورقهايFRP از سطح بتن و عدم استفاده كامل از ظرفيت آنها، محدوديتهايي در كارآيي اين روش ايجاد كرده است. در اين رساله، بهمنظور بهبود عملكرد ديوارهاي برشي تقويتشده با FRP، از روش نصب شيارزني نوع EBROG همراه با مهارهاي بادبزني استفاده شد. براي درك بهتر اين سيستم، در فاز اول، رفتار مهارهاي FRP تحت شرايط مختلف بررسي شد كه نتايج نشان داد اشباعسازي ناحيه دفنشده مهار، عملكرد بهتري نسبت به ساير روشهاي نصب دارد و افزايش طول مهار دفنشده، ظرفيت باربري را بهبود ميبخشد. در فاز دوم، رفتار اتصالات FRP نصب شده به روش EBROG تحت بارگذاري چرخهاي بررسي شد. يافتهها نشان داد كه اين روش تعداد چرخههاي لازم براي شكست اتصال را به طور قابلتوجهي افزايش ميدهد و ابعاد شيار 5×5 ميليمتر با فواصل 17 ميليمتري بهترين عملكرد را داشت. در فاز سوم، تقويت ديوارهاي برشي بتنآرمه با مودهاي شكست برشي و خمشي تحت بار چرخهاي متغير جانبي و بار ثابت قائم با استفاده از روش شيارزني EBROG و مهارهاي بادبزني FRP انجام شد. بدين منظور هشت عدد ديوار برشي شامل چهار ديوار با مود شكست برشي و چهار ديوار با مود شكست خمشي ساخته شدند. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه تقويت ديوارها با FRP موجب افزايش ظرفيت باربري و سختي ديوارهاي تقويت شده نسبت به نمونههاي بدون تقويت گرديد؛ بهطوري كه ظرفيت باربري ديوارهاي داراي مود شكست برشي و خمشي به ترتيب %55 و %61 افزايش يافت. همچنين، استفاده از بتن UHPC و FRP در ترميم ديوارهاي آسيبديده، موجب بازيابي مقاومت اوليه و بهبود شكلپذيري آنها شد. علاوه بر اين، تقويت ديوارهاي برشي با FRP به طور مؤثر موجب تغيير مود شكست از برشي به خمشي گرديد و شكلپذيري را افزايش داد. روش شيارزني EBROG نيز به طور كامل از جداشدگي ورقهاي FRP از سطح بتن جلوگيري كرد و مهارهاي بادبزني FRP نقش موثري در انتقال نيروها ايفا كردند.
چكيده انگليسي :
Reinforced concrete (RC) shear walls are one of the most critical lateral load-resisting systems, playing a key role in controlling the lateral displacement of structures due to their high stiffness. However, due to factors such as deficiencies in design and construction, changes in building codes, rebar corrosion, modifications in structural use, and damage caused by earthquakes, strengthening these walls becomes essential. One effective method for this purpose is the use of fiber-reinforced polymer (FRP) composites, which offer advantages such as high tensile strength, low weight, durability, and ease of installation. Nevertheless, challenges such as the premature debonding of FRP sheets from the concrete surface and the incomplete utilization of their full capacity impose limitations on the efficiency of this method. In this dissertation, to enhance the performance of FRP-strengthened shear walls, the externally bonded reinforcement on grooves (EBROG) technique combined with FRP fan anchors was employed. To gain a deeper understanding of this system, the first phase of the study focused on investigating the behavior of FRP anchors under various conditions. The results indicated that pre-impregnation the embedded portion of the FRP anchor led to superior performance compared to other installation methods, and increasing the embedded length improved the load-bearing capacity. In the second phase, the behavior of FRP connections installed using the EBROG technique was examined under cyclic loading. The findings revealed that this method significantly increased the number of cycles required for connection failure, with grooves of 5×5 mm dimensions and 17 mm spacing exhibiting the best performance. In the third phase, RC shear walls with shear and flexural failure modes were strengthened using the EBROG technique and FRP fan anchors under cyclic lateral loading and constant axial load. Experimental results demonstrated that this method increased the load-bearing capacity and stiffness of the strengthened walls compared to unstrengthened specimens, with shear- and flexural-failure walls experiencing 55% and 61% increases in load capacity, respectively. Additionally, the use of ultra-high-performance concrete (UHPC) and FRP for repairing damaged shear walls effectively restored their initial strength and improved their ductility. Furthermore, FRP strengthening successfully altered the failure mode from shear to flexural failure, enhancing ductility. The EBROG technique also completely prevented FRP sheet debonding from the concrete surface, while the FRP fan anchors played a crucial role in force transfer across different components.
