بررسی رفتارلرزه ای قاب‌های بتن مسلح مقاوم سازی شده با مصالح سیمکن

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

چکیده

مصالح توانمند سیمکن، نوع جدیدی از مصالح هستند که به علت درصد بالای الیاف، مشخصات مکانیکی همچون مقاومت خمشی، شکل‌پذیری، طاقت و کنترل عرض ترک این مصالح به طور قابل توجهی بیشتر از بتن‌های الیافی متداول می‌باشد و استفاده از آنها، مشکلات اجرایی چندانی ندارد. در این مقاله به منظور بررسی تاثیر مقاوم سازی اتصالات تیر-ستون با لایه‌های سیمکن در رفتار لرزه‌ای قاب‌های بتن مسلح، پس از صحت سنجی سه قاب بتنی با تعداد طبقات چهار، هفت و ده طبقه مورد ارزیابی و مقاوم‌سازی قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده از تحلیل استاتیکی غیرخطی نشان داد که مقاومت، شکل‌پذیری و تغییرمکان نهایی قاب‌های مقاوم‌سازی شده افزایش قابل ملاحظه‌ای نسبت به قاب‌های کنترلی فاقد جزئیات لرزه‌ای داشته است. همچنین مقاوم سازی اتصالات تیر-ستون با لایه‌های سیمکن، سبب کاهش بیشینه دریفت طبقات و بیشینه جابجایی بام و نیز افزایش بیشینه برش پایه قاب‌ها در تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Seismic Behavior of Retrofitted Reinforced Concrete Frames by SIMCON Material

نویسندگان [English]

  • mohammad hossein saghafi 1
  • ali golafshar 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Eng., Semnan Branch, Islamic Azad University, Semnan, Iran
2 Department of Civil Engineering, Semnan Branch, Islamic Azad University, Semnan, Iran
چکیده [English]

SIMCON is a novel high performance material. This material has a high volume fraction of fiber, which has been mixed with mortar and aggregate. Structural behavior of this mixture induces strain hardening behavior under uniaxial tension. This behavior is the most important property of high performance material. Mechanical properties of this material, such as bending strength, ductility, toughness and crack width are more desirable than those of conventional fiber reinforced concrete. Moreover, using this material induces no constructional problem and can be used to repair, retrofit and construction of earthquake resistant buildings with high strength and ductility. In this research, with respect to advantage of SIMCON material, retrofitting of beam-column connection of RC frame with SIMCON material is evaluated. Verification is carried out comparing experimental and numerical model results for beam-column connection using OPENSEES software. The hysteretic behavior of experimental and numerical results shows good agreement in the form of the maximum force and dissipated energy for the two specimens. Three 2D frames with 4, 7 and 10 stories have been developed for the study. These frames have non-seismic details in their joints. Effect of retrofitted joints in general behavior of retrofitted frames is evaluated and compared with non-retrofitted frames using nonlinear static (pushover) analysis. Results from pushover analysis show increase of lateral strength, ductility and ultimate displacement of the retrofitted frame compared to those of non-retrofitted frames. Evaluation of results shows that the ductility of retrofitted frames has been increased by 39% to 48% compared to similar non-retrofitted frames. Moreover, lateral strength for retrofitted frames has been increased by 50% to 57% compared to similar non-retrofitted frames. Assessment of nonlinear time history results obtained by applying seven earthquake records shows that the average maximum roof displacement for retrofitted frames has been decreased by 14% to 21% compared to the similar non-retrofitted frames. Furthermore, the average maximum base shear for retrofitted frames has been increased by 25% to 30% compared to similar non-retrofitted frames. The average maximum story drift ratio for retrofitted frames has been decreased by 42% to 47% compared to similar non-retrofitted frames.

کلیدواژه‌ها [English]

  • SIMCON layers
  • High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite (HPFRCC)
  • Strain Hardening
  • Moment RC Frame
  • Nonlinear Analysis