ارزیابی آزمایشگاهی سیستم دیوار همبسته بتنی با تیر همبند فولادی پس‌کشیده

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.24200/j30.2020.54221.2621

چکیده

سیستم دیوار برشی همبسته پس‌کشیده دارای ویژگی‌های لرزه‌ای مطلوبی همچون قابلیت مرکزگرایی و تحمل تغییرمکان‌های غیرخطی بزرگ با خسارت محدود می‌‌باشد. در این پژوهش، رفتار سیستم دیوار همبسته بتنی با تیر همبند فولادی پس‌کشیده به صورت آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. به منظور استهلاک انرژی زلزله و کاهش تغییرمکان‌های سیستم، از میراگرهای اصطکاکی در ناحیه اتصال تیر به دیوار استفاده می‌گردد. به این منظور، ابتدا یک میراگر اصطکاکی تحت فرکانسهای مختلف بارگذاری مورد آزمایش قرار گرفت؛ سپس چهار زیرسازه با مقیاس از سیستم دیوار همبسته دوگانه پس‌کشیده، تحت بار جانبی چرخه‌ای شبه‌استاتیکی آزمایش شد. نمونه‌ها شامل یک نمونه‌ کنترلی فاقد میراگر و سه نمونه مجهز به میراگرهای اصطکاکی با سطوح مختلف کشش اولیه کابل‌ها و مقادیر مختلف پیش‌تنیدگی میراگرها بود. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که سیستم دارای سختی جانبی، مقاومت و شکل‌پذیری عالی و خسارت ناچیز تا جابجایی نسبی 8% می‌باشد و میراگرهای اصطکاکی می‌توانند ظرفیت استهلاک انرژی قابل توجهی را در سیستم ایجاد نمایند در حالی‌که قابلیت مرکزگرایی سیستم محفوظ می‌ماند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of concrete coupled wall system with post-tensioned steel coupling beam

نویسندگان [English]

  • Mohammad Sajjad Zareian 1
  • Mohammad Reza Esfahani 2
  • Abdollah Hosseini 3
1 PhD Student, Department of Civil Engineering, Ferdowsi University Of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Professor, Department of Civil Engineering, Ferdowsi University Of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Associate Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

Post-tensioned coupled shear wall system has good seismic specifications like a self-centering capability and an ability to sustain large nonlinear lateral deformations with little damage and negligible residual deformation. In this system, the coupling beam is not embedded into the walls, and coupling of concrete walls is performed by posttensioning beam to the walls using unbonded post-tensioning (PT) steel strands. In this paper, the seismic behavior of hybrid coupled wall system with post-tensioned steel coupling beam is investigated experimentally. In order to dissipate seismic energy and reduce displacements of system, two friction dampers are used at the beam-to-wall connection region. To study the behavior of the system, a friction damper was first tested at different frequencies, then four 2/3-scale posttensioned hybrid coupled wall sub-assemblages equipped with friction dampers were tested subjected to reversed-cyclic lateral loading. Each sub-assemblage included a half-length steel coupling beam and the adjacent concrete wall region at a floor level. The test specimens consisted of one control specimen without friction damper and three specimens equipped with friction dampers with various damper normal force and different initial beam post-tensioning (PT) steel stress. The test results show that the system has a very good lateral stiffness, strength and ductility with little damage up to 8% lateral drift. The nonlinear deformation in this system occurring because of gap opening at the beam-to-wall interface. The friction damper uses these gap opening displacements to provide supplemental energy dissipation. Friction dampers provides considerable energy dissipation at the system, while the self-centering capability of the system remains. The restoring effect of the post-tensioning steel strands causes closing the gap upon unloading and provides a self-centering behavior and flag-shaped hysteresis loops for specimens equipped with friction dampers. Based on the test results, the system, even after a severe earthquake, suffers limited damage and requires little repair.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid coupled wall
  • Steel coupling beam
  • Post-tensioning
  • friction damper
  • Self-centering