رفتار لرزه‌ای اتصالات بتن‌آرمه تقویت شده با FRP با اعمال اثر چسبندگی فصل مشترک بتن-FRP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه خوارزمی تهران ایران

2 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش با استفاده از روش اجزای محدود غیرخطی، رفتار اتصالات بتن‌آرمه تحت بارگذاری جانبی مطالعه می‌شود. این اتصالات بر پایه آیین‌نامه‌های پیشین و بدون ملاحظه ضوابط و جزییات لرزه‌ای حاضر در آیین‌نامه‌های جدید، طراحی شده و‌ از ورق‌های FRP با اتصال خارجی برای تقویت آنها استفاده گردیده‌است. در مدل‌ المان محدود پیشنهادی، علاوه بر اعمال مشخصه‌های رفتار غیرخطی بتن در کشش و فشار، مکانیزهای خرابی ورق‌های FRP و عملکرد چسبندگی و جدایش در ناحیه فصل مشترک بتن-FRP نیز شبیه‌سازی شده است. دقت مدل پیشنهادی با مقایسه نتایج عددی به‌صورت نمودار پوش حاصل از تحلیل سیکلی با داده‌های شش نمونه آزمایشگاهی پیشین صحت‌سنجی شد. مشاهده می‌شود که منحنی‌های پوش حاصل از این مدل‌سازی با دقت خوبی مقاومت و تغییرشکل ماکزیمم نمونه‌ها را پیش‌بینی می‌نماید. بر پایه مدل صحت‌سنجی شده، رفتار اتصالات خارجی دو‌بعدی، عملکرد سه‌بعدی اتصالات داخلی و خارجی با در نظر گرفتن اثر دال و تیر جانبی و همچنین تقویت اتصالات به‌صورت سه‌بعدی و کاربردی، با استفاده از ورق‌های FRP و با تمرکز بر نقش ناحیه فصل مشترک، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دال و تیر عرضی در عملکرد اتصالات معیوب نقش مهمی دارد که می‌تواند تا بیش از 20 درصد مقاومت نمونه را افزایش دهد؛ همچنین در مدل‌های تقویت سه‌ بعدی اتصالات، احتمال وقوع جدایش ورق FRP از حالت دو بعدی بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Seismic performance of FRP-strengthened RC joints by applying bond effects of concrete-FRP interface

نویسندگان [English]

  • Gholamreza Nouri 1
  • Morteza Kamalvand 2
1 Faculty of Engineering, Kharazmi University, Tehran , Iran
2 Faculty of Engineering, Kharazmi University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

In this research, a numerical study has been performed on the seismic behavior of the deficient RC beam-column joints (with non-seismic detailing), and the seismic rehabilitation of these joints by using FRP composite laminates. At first, based on previous experimental studies, a series of RC joint specimen were considered to verification the proposed numerical model. These series of specimens include six RC interior joint specimens with non-seismic detailing and retrofitted with FRP laminates under cyclic loading. Comparison between the load-displacement curves obtained from numerical model with corresponding experimental data show that the proposed model is capable to high accurately predict the response of RC joints under cyclic loading. Then, based on the verified model, the performance of two dimensional (2-D) deficient and strengthened exterior RC joint, three dimensional (3-D) interior and exterior RC joints with considering the effect of slab and beam perpendicular to the plane of frame and also strengthening of (3-D) RC joints with focusing on the behavior of the FRP to concrete interface is evaluated. It was observed that the failure mode of the retrofitted RC exterior specimens, unlike the deficient specimens, is the formation of the plastic hinge in the beam section. In addition, it is seen that the slab and the lateral beam have a significant effect on the performance of deficient joints, which can increase the resistance of the 3-D specimens by more than 20%; also, in 3D strengthened joints, the possibility debonding of FRP laminates from concrete is higher than the 2-D model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • RC beam-column joints
  • Nonlinear finite element
  • FRP laminate
  • Cyclic loading
  • bond effects FRP-Concrete interface