اثر تقویت اجزای مرزی تو سط FRP در رفتار دیوار برشی بتن آرمه ی لاغر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکدهی مهندسی عمران دانشگاه صنعتی اصفهان

2 نویسنده مسئول و دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکدهی مهندسی عمران دانشگاه صنعتی اصفهان،

چکیده

دیوار­های برشی بتن آرمه به عنوان سیستم مقاوم در برابر بار­های لرزه­ای در سازه­های بلند مرتبه در همه جای دنیا مورد استفاده قرار می­گیرند. تغییر در نیازهای آیین نامه­ای، و عوامل مخرب باعث شده تا بعضی از  دیوارهای برشی برای ادامه­ی عمر خدمت ضعیف باشند. در سال­های اخیر مواد FRP در صنعت ساختمان مورد توجه قرار گرفته­اند. استفاده از این مواد درطرح­های بهسازی  به دلیل ویژگی­های ممتاز آن­ها جذابیت یافته است. با این وجود مروری بر تحقیقات گذشته نشان می­دهد که بر خلاف دیوارهای چاق، تا کنون بر روی تقویت دیوار برشی بتن آرمه­ی لاغر با مواد FRP تحت بار مونوتونیک مطالعه­ی آزمایشگاهی یا تحلیلی صورت نگرفته است.
در این مقاله اثر تقویت اجزا­ی مرزی دیوار توسط مواد FRP، بر رفتار دیوار برشی بتن آرمه­ی لاغر مورد مطالعه قرار گرفته است. نرم افزار اجزای محدود ابتدا کالیبره شده و درستی نتایج آن با مدل سازی نمونه­های آزمایشگاهی مورد تائید قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزای 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 این مطالعه نشان داد که تقویت اجزای مرزی دیوار توسط مواد FRP باعث بهبود باربری دیوار می­شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of FRP Strengthening of Boundary Elements in Slender RC Shear Wall

نویسندگان [English]

  • Davod Mostofinejad 1
  • Maryam Mohammadi Anaei 2
چکیده [English]

Concrete shear walls are the most common system resisting against seismic loads in the world. These elements carry the lateral loads by a combination of the axial, shear and flexural responses. Change in the seismic code requirements, subjecting intensive dynamic loads such as explosion or earthquake and other destructive effects make the shear walls weak for continuing service life. In the recent years FRP materials have attracted much interest. FRP application in retrofitting projects is appealing because of their unique properties. Nevertheless, a review on the previous studies shows that despite the squat walls, very limited analytical and/or experimental studies have been conducted on the FRP strengthening of the slender RC shear walls under monotonic loading so far. In this paper it is focused on the  strengthening of boundary elements with FRP and it’s effect on the wall behavior. 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 the behavior of the concrete shear walls.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shear Wall
  • Finite element analysis
  • Damage Plasticity Model
  • Tension Stiffening
  • FRP
  • Strengthening

مراجع

[1]مستوفی نژاد، د، سازههای بتن آرمه، جلد اول، چاپ . دوازدهم، انتشارات ارکان دانش، اصفهان، ١٣٨٨
[2]ABAQUS Inc., ABAQUS/Theory User manual, Version 6.7, 2007.
[3]Ahmed, M.M., ”Linear and Nonlinear Flexural Stiffness Models for Concrete Walls in High-Rise Buildings”, University of British Columbia, Ph.D.thesis, 2000.
[4]Hiotakis, S., Lau, D.T. and Londono, N., “Research On Seismic Retrofit and Rehabilitation of Reinforced Concrete Shear Walls Using FRP Materials”, Carleton University, Ottawa, Canada, 2004.
[5]Horrigmoe, G., Sather, I., Sand, B., “Validation of Nonlinear Finite Element Modeling of Reinforced Concrete Structures Attacked by Corrosion”, Report of Sustainable Development Global Change and Ecosystems Integrated Project, 2007.
[6]Kheyroddin, A. and Naderpour, H., “Nonlinear Finite Element Analysis of R/C Shear Walls Retrofitted Using Externally Bonded Steel Plates and FRP Sheets”, 1st International Structural Specialty Conference, May 23-26, 2006.
[7]Kent, A. H., Benjamin, R. and Zorn, A., “Experimental Evaluation of Factors Affecting Monotonic Fatigue Behavior of Fiber Reinforced Polymer to Concrete Bond in Reinforced Concrete Beams”, ACI structural Journal, Vol. 104, No. 6, 2007.
[8]Lombard, J.C.,”seismic Strengthening and Repair of Reinforced Concrete Shear Walls Using Externally Bonded Carbon Fiber Tow Sheets”, Ph.D. thesis,Carleton University, 1997.
[9]Lu, X.Z., Teng, J.G., Ye, L.P. and Jiang, J.J., “Bond- Slip Models for FRP Sheets/plates Bonded to Concrete”, Engineering Structures, Vol. 27, No. 6, PP.920-937, 2005.
[10]Perry, A., Ahmed, M.M. and Bryson, M., “Test of High Rise Core Wall: Effective Stiffness for Seismic Analysis”, ACI Structural Journal, Vol. 104, No. 5, PP.549-559, 2007.
[11]Su, R.K.L., Wong, S. M., “Seismic Behavior of Slender Reinforced Concrete Shear Wall under High Axial Load Ratio”, Engineering Structures, Vol. 29, PP1957-1965, 2007.
[12]Tasnimi, A.A., “Strength and Deformation of Mid-Rise Shear Walls Under Load Reversal”, Engineering Structures, Vol. 22, PP 311-322, 2000.
[13]Thomas N. Salonikios, A.J. KaPPos, Lonnis A. Tegos and Georgios G. Penelis “Cyclic Load Behavior of Low-Slenderness Reinforced Concrete Walls: Failure Modes, Strength and Deformation Analysis and Design Implications”, ACI Structural Journal, Vol. 97,January-February, 2000.
[14]Thomsen, J. H. and Wallace, J.W., “Displacement- based Design of R/C Structural Walls: An Experimental Investigation of Walls with Rectangular And T Shaped Cross-Section”, Report to National Science Foundation, Clarkson University, 2004.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار