بررسي رفتار لرزه‌اي ديوارهاي برشي بتن‌آرمه تقويت‌شده با ورق‌هاي پليمري مسلح‌شده با الياف

Investigation of Seismic Behavior of Reinforced Concrete Shear Walls Rehabilitated whit Fiber Reinforced Polymer Sheets

ديوار‌‌ برشي بتن‌آرمه از جمله سيستم‌هاي مقاوم جانبي متداول در ساختمان‌هاي ميان‌مرتبه و بلند‌مرتبه محسوب مي‌شود. بررسي رفتار ساختمان‌ها در طي زلزله‌هاي شديد گذشته نيز عملكرد مناسب اين ديوارها را در كنترل آسيب‌هاي سازه‌اي و غيرسازه‌اي، به حداقل رساندن خسارات وارده و محدود كردن جابجايي نسبي طبقات نشان مي‌دهد. تقويت و بهسازي اين عناصر مي‌تواند تأثير بسزايي در بهبود پاسخ و رفتار سازه اوليه داشته باشد. يكي از روش هاي تقويت اين نوع ديوارها، استفاده از ورق‌هاي پليمري مسلح شده با الياف (FRP‌) است كه امروزه به طور گسترده‌اي در بهسازي ساختمان‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مرور ادبيات فني نشان مي‌دهد كه مطالعه بر روي نحوه رفتار ديوارهاي برشي موجود در ساختمان‌هاي ميان‌مرتبه و بلند‌مرتبه تحت تقويت با ورق‌هاي FRP بسيار كمتر از ديوارهاي موجود در ساختمان‌هاي با ارتفاع كم (ديوارهاي كوتاه) مورد توجه قرارگرفته است. به اين ترتيب، در اين تحقيق رفتار لرزه‌اي ديوارهاي برشي بتن‌آرمه موجود در ساختمان‌هاي ميان‌مرتبه و بلند‌مرتبه در اثر تقويت با ورق‌هاي FRP مورد بررسي قرار‌گرفته است. ديوارهاي مورد‌نظر اين پژوهش شامل سه گروه ديوار با ارتفاع 16، 22/4 و 32 متري است كه با استفاده از نرم‌افزار اجزاء‌محدود ABAQUS تحت بار‌گذاري محوري و جانبي يك‌طرفه مورد تحليل قرارگرفته و رفتار آن‌ها تحت تقويت با دو نوع ورق تقويتي CFRP و GFRP و دو نوع چيدمان ضربدري و دورپيچ افقي بررسي شده است. نتايج، افزايش ظرفيت باربري و شكل‌پذيري و جذب انرژي ديوارهاي برشي بتني ميان‌مرتبه و بلند‌مرتبه را در اثر تقويت با ورق‌هاي FRP نشان مي‌دهد.

Reinforced concrete shear walls are the most common used lateral resistance systems in steel and concrete structures, especially Mid-rise and High-rise structures. Investigates on buildings has also shown the proper functioning of these walls in controlling structural and non-structural damage and limiting the inter-story drift. Due to this fact, strengthening of concrete shear walls and studying the seismic behavior of them, can be important. Rehabilitating of these structural elements will have a significant effect on improving the structural response and behavior of the initial structure. Using the FRP composite sheets is one of the practical methods for strengthening of these types of walls. In this regard, it is necessary to know about these elements and how those effect on the seismic behavior of concrete shear walls. Literature review has shown inadequate study of the behavior of high-rise shear walls which strengthening with FRP rather than short walls. Due to this lack of studies, in this research the seismic behavior of high-rise shear walls which is rehabilitated with FRP layers has been studied. The main purpose of this study is on numerical modelling of sample shear walls –with Finite Elements Method (FEM) - and evaluate their seismic responses. Mid-rise and High-rise concrete shear walls have been modeled and analyzed using ABAQUS. These types of shear walls' behavior have been investigated with two types of strengthening layers (CFRP & GFRP) and two different arrangements. The results show increased in load capacity, ductility and energy absorption of sample walls rehabilitated with FRP layers.