آسیب پذیری ایستایی یک سازه بتن مسلح موجود و تقویت ساختمان در برابر زمین لرزه با CFRP
چکیده
سنجش آسیب پذیری ایستایی تحت بارهای ثقلی (وزنی) ساختمان های قاب دار بتن مسلح، مسئله ای جدی است که نیازمند کاربرد روشهای مطمئن برای ارزیابی مکانیسم های چکش خوار (نرم) و شکننده می باشد. کار حاضر فرمول نویسی های جایگزین پیشنهاد شده توسط آئین نامه ها و راهبردهای زلزله ایتالیایی و اروپایی برای چرخش وتر (یال) عضو و مقاومت برشی مقطع و اتصال و همچنین سایر عبارتهای موجود در نوشتجات علمی را باهم مقایسه می کند. برای نیل به این مهم، یک ساختمان قاب دار از جنس بتن مسلح که شصت سال قبل با قاب های مسلح دو طرفه ( پیرامونی ) و یک طرفه ( داخلی) ساخته شد و در اصل برای پنج طبقه طراحی شده بود، اما بعدها در طول ساخت به شش طبقه افزایش یافت، مطالعه و بررسی می شود. توصیف مشخصات کامل سازه و مواد بکاررفته در آن به وسیله روشهای تخریبی و غیر تخریبی انجام می شود. سپس تقویت ساختمان براساس کاربرد مواد نوآورانه نظیر پلیمرهای مسلح شده به فیبر کربن (CFRP) و تکنولوژی نظیر جداسازی پی به منظور بهبود عملکرد ایستایی و لرزه ای سازه اصلی انجام می شود. در نهایت، تحلیل های غیر خطی روی مدل فیبر سه بعدی سازه های اصلی و تقویت شده انجام می شود که یک قانون خطی الاستیکی رفتار CFRP در برابر گسیختگی کششی را به صورت ایده آل درآورده واز مدلهای خطی و دو خطی ویسکوالاستیکی برای ایده آل نمودن رفتار تکیه گاه های الاستومری و لغزشی استفاده می شود.
1. مقدمه
به طور کلی، آسیب پذیری ایستایی ساختمان های قاب دار بتن مسلح ایتالیایی قدیمی (r.c.) ناشی از تخریب خصوصیات مواد ، به خاطر اثرات زمان و زلزله، و استانداردهای ساختمان پائین، با توجه ناکافی به جزئیات و کنترل کیفیت ضعیف درزمان ساخت می باشد. سنجش ضعف ساختاری ( سازه ای)آنها به خاطر فقدان دانش موثر راجع به سازه، و صحت و قابلیت اطمینان مدلهای ظرفیت موجود در نوشتجات علمی برای ارزیابی مکانیسم های گسیختگی، نرم و چکش خوار در سطح عضو و شکننده در سطوح مقطع و اتصالات، پیچیده می باشد. فرمول های مکانیکی تجربی زیادی برای ارزیابی مکانیسم چکش خوار از لحاظ ظرفیت چرخش وتر موجود می باشد که طبق داده های آزمایشی کالیبره شده اند. به علاوه، مکانیسم شکننده در سطح مقطع یک مشکل معمول در ستون های سازه های قاب دار موجود بتن مسلح به حساب می آید که همسو و همراستا با آئین نامه های زلزله قدیمی طراحی شده و معیارهای طراحی ظرفیت برای اجتناب از مدهای گسیختگی شکننده فراهم نشده بود. بالاخره، مکانیسم گسیختگی شکننده در سطح اتصال در زلزله های اخیر، به ویژه در موارد سازه های قاب دار طراحی شده تنها برای بارهای ثقلی (وزنی) مشاهده شده است. صحت و قابلیت اطمینان مدلهای نظری و تجربی برای ارزیابی مقاومت برشی اتصالات بتن مسلح تیر به ستون در مقاله [6] یافت می شود.
abstract
The assessment of the static vulnerability under gravity loads of existing reinforced concrete (r.c.) framed buildings is a serious problem that requires the use of reliable methodologies to evaluate ductile and brittle mechanisms. The present work compares alternative formulations of member chord rotation and section and joint shear strength, proposed by Italian and European seismic codes and guidelines and other expressions available in the scientific literature. To this end, a r.c. framed building built sixty years ago with bi-directional (perimeter) and mono-directional (interior) plane frames, originally designed for five storeys then elevated to six during construction, is studied. A full characterization of the structure and its materials is carried out by means of destructive and non-destructive methods. Then, retrofitting based on the use of both innovative material, such as carbon fibre reinforced polymers (CFRP), and technology, such as base-isolation, are adopted to improve the static and seismic performances of the original structure. Finally, nonlinear analyses are carried out on a three-dimensional fibre model of the original and retrofitted structures, where an elastic linear law idealizes the behaviour of the CFRP up to tension failure and viscoelastic linear and bilinear models are used to idealize the behaviour of the elastomeric and sliding bearings, respectively.
1. Introduction
In general, the static vulnerability of old Italian reinforced concrete (r.c.) framed buildings can be traced to degradation of the material properties, due to the effects of time and earthquakes [1], and low building standards, with insufficient attention to details and poor quality control at the time of construction [2]. The assessment of their structural weakness is complex due to a lack of effective knowledge of the structure [3] and accuracy and reliability of the capacity models available in the scientific literature for evaluating failure mechanisms, both ductile, at member level, and brittle, at section and joint levels. A lot of mechanical-empirical formulations, calibrated in accordance with experimental data, is available to evaluate ductile mechanism in terms of chord rotation capacity [4]. Moreover, brittle mechanism at section level represents a typical problem in columns of r.c. existing framed structures designed in line with out-of-date seismic codes, where capacity design criteria to avoid brittle failure modes were not provided [5]. Finally, brittle failure mechanism at joint level is observed in recent earthquakes, especially in cases of framed structures designed for gravity loads only. The accuracy and reliability of theoretical and empirical models available for evaluating shear strength of beam-to-column r.c. joints can be found in [6].
چکیده
1. مقدمه
2. طرح و طراحی شبیه سازی شده سازه اصلی
3. تقویت ساختمان با رپینگ CFRP و جداسازی پی
4. مدلهای ظرفیت اعضا و اتصالات قاب بتن مسلح
5. نتایج عددی
6. نتایج
abstract
1. Introduction
2. Layout and simulated design of the original structure
3. Retrofit with CFRP wrapping and base-isolation
4. Capacity models of r.c. frame members and joints
5. Numerical results
6. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه