مقاوم سازي خمشي ستون هاي بتن مسلح قديمي با ميلگردهاي GFRP يا فولادي كارگذاري شده در نزديك سطح

Flexural strengthening of old‐type RC columns with near surface mounted GFRP or steel bars

ساختمان‌هاي بتن مسلح قديمي كه قبل از دهه 1970 ساخته شده‌اند، غالبا بر مبناي بارهاي ثقلي طراحي شده‌اند و فاقد جزئيات لرزه‌اي هستند. در اين ساختمان‌ها معمولا اصل ستون قوي-تير ضعيف رعايت نشده است و به سبب احتمال وقوع طبقه نرم، در مقابل بارهاي لرزه‌اي آسيب‌پذير مي‌باشند. بر اين اساس مقاوم‌سازي خمشي ستون‌ها به عنوان يكي از اولويت‌هاي بهسازي لرزه‌اي اين ساختمان‌ها مطرح است. در اين پژوهش مقاوم‌سازي خمشي ستون‌هاي بتن مسلح قديمي با ميلگردهاي ساده فاقد جزئيات لرزه‌اي به روش تسليح‌گذاري در نزديك سطح (NSM) به صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت. شش نمونه ستون با مقياس نيم شامل دو نمونه‌ كنترلي و چهار نمونه تقويت شده به روش NSM با ميلگردهاي GFRP و فولادي تحت اثر بار محوري ثابت و بار جانبي افزاينده آزمايش شدند و اثر روش مقاوم‌سازي و مصالح تقويتي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. مقاومت خمشي و ظرفيت استهلاك انرژي ستون‌هاي تقويت شده با ميلگردهاي GFRP نسبت به ستون‌هاي كنترلي متناظر به طور متوسط به ترتيب 62% و 46% افزايش پيدا كرد، ولي ميرايي هيسترزيس معادل اين ستون‌ها افزايش چنداني نداشت. همچنين مقاومت خمشي، ظرفيت استهلاك انرژي و ميرايي هيسترزيس معادل ستون‌هاي تقويت شده با ميلگردهاي فولادي نسبت به ستون‌هاي كنترلي متناظر به طور متوسط به ترتيب 86%، 197% و 104% افزايش يافت. نتايج نشان ‌مي‌دهد كه روش NSM به طور قابل ملاحظه‌اي باعث افزايش مقاومت خمشي و بهبود پارامترهاي لرزه‌اي ستون‌ها مي‌گردد، به خصوص اگر از ميلگرد فولادي به عنوان تسليح تقويتي استفاده شود.

The old-type RC buildings constructed before 1970s are mostly designed according to gravity loads and lack seismic detailing. In these buildings, the strong column-weak beam concept is not usually observed, and due to the probability of soft-storey event, they are vulnerable to seismic loads. Therefore, the flexural strengthening of the columns is proposed as one of the top priorities in seismic retrofitting of these buildings. This paper experimentally studies the flexural strengthening of old-type RC columns with near surface mounted (NSM) technique. Six half-scale columns, including two control columns and four columns strengthened via NSM method with GFRP and steel bars, were tested under constant axial load and increasing lateral load; the effect of strengthening method and materials were also investigated. The mean flexural strength and energy dissipation capacity of the strengthened columns with GFRP bars increased respectively by 62% and 46% compared to corresponding control columns; but the equivalent hysteresis damping of these columns did not have a substantial increase. In addition, the mean flexural strength, energy dissipation capacity, and equivalent hysteresis damping of the strengthened columns with steel bars increased respectively by 86%, 197%, and 104% compared to the corresponding control columns. The results indicate that NSM technique remarkably increases the flexural strength and improves the seismic parameters of columns, especially when steel bar are used as NSM reinforcement.