ارزیابی آزمایشگاهی ستون‌های بتن مسلح با میلگردهای ساده دارای انواع وصله‌های همپوشانی بهسازی شده به روش تسلیح‌گذاری در نزدیک سطح

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران

چکیده

ساختمان‌های بتن مسلح که قبل از دهه 1970 ساخته شده‌اند، فاقد جزئیات لرزه‌ای می‌باشند و میلگردهای طولی آنها به سه صورت فاقد وصله، دارای وصله مستقیم و یا دارای وصله قلابدار اجرا شده است. در این پژوهش، بهسازی لرزه‌ای ستون‌های بتن مسلح قدیمی با میلگردهای ساده به روش تسلیح‌گذاری در نزدیک سطح (NSM) به صورت آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت و همچنین تاثیر وصله‌های مختلف بر رفتار ستونها بررسی شد. شش نمونه ستون با مقیاس نیم شامل سه نمونه‌ کنترلی با وصله‌های مختلف فاقد جزئیات لرزه‌ای و سه نمونه تقویت شده به روش NSM با میلگردهای فولادی مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد روش بهسازی به طور قابل توجهی سبب افزایش مقاومت خمشی و بهبود پارامترهای لرزه‌ای شامل استهلاک انرژی، میرایی هیسترزیس و شاخص خسارت شده است. به دلیل تشکیل ناحیه فشاری در هسته ستون کنترلی با وصله قلابدار، خسارت‌های شدیدی در ناحیه وصله رخ داد که باعث کاهش ظرفیت باربری محوری ستون‌های دارای وصله قلابدار پس از زلزله می‌شود؛ بنابراین بهسازی لرزه‌ای آنها از اولویت بالایی برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental evaluation of reinforced concrete columns with plain bars having different lap splices retrofitted via near surface mounted technique

نویسندگان [English]

  • Ali Seifi 1
  • Abdollah Hosseini 2
  • Mohammad Sadegh Marefat 2
  • Mohammad Khanmohammadi 2
1 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran
2 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran
چکیده [English]

Reinforced concrete buildings constructed before 1970s lack seismic detailing and their longitudinal bars have been implemented in three following manners: without lap splices, with straight lap splices and with hooked lap splices. In this study, the seismic retrofitting of old-type RC columns with plain bars via near surface mounted (NSM) technique as a modern and practical method was experimentally evaluated, and also the effect of different lap splices of longitudinal bars on the behavior of columns was investigated. Six half-scale columns were tested under combined constant axial and quasi-static cyclic lateral loads, including three control specimens with different lap splices and lacking seismic detailing, and three specimens strengthened via NSM technique with steel bars. The results indicated that the retrofitting method has significantly increased the flexural strength and improved the seismic parameters, e.g. energy dissipation, hysteresis damping, and damage index. The hysteresis loops of control specimens were flag‐shaped with high pinching and low dissipated energy, due to slip of longitudinal bars. In specimens strengthened with NSM steel bars, the strength and the area of hysteresis loops increased considerably, and the pinching of hysteresis curved declined, due to the ductility of the steel materials. In strengthened specimens, buckling of steel bars happened at a length about 10 times of NSM bar diameter at drift ratio over 5%, and the wrapping was ruptured at this zone. Finally, the fracture of NSM bars happened due to low cycle fatigue. Due to the formation of struts in the core of the control specimen with hooked lap splices, severe damage was inflicted at the spliced region which decreases the axial loading capacity of these columns after an earthquake. Therefore, their seismic retrofit is a top priority. The proper wrapping of the spliced region of these columns prevents the damage, and the formation of the struts between the hooks increases the lateral strength and improves their seismic performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reinforced concrete column
  • Plain bar
  • Lap splice
  • Near surface mounted (NSM)
  • Seismic retrofitting