بررسي شاخص هاي خرابي قاب بتني تقويت شده با كامپوزيت كربن/ اپوكسي تحت بار چرخه اي

Assessment of damage index of retrofitted RC frame by using CFRP under cyclic loading

رفتار قاب‌هاي خمشي بتن‌مسلح به عنوان يكي از سيستم‌هاي سازه‌اي رايج در برابر بارهاي جانبي ناشي از زلزله از اهميت بالايي برخوردار مي‌باشد. با توجه به مشكلات عديده‌اي كه سيستم ساخت و ساز در كشور داراست و كيفيت پايين ساختمان‌ها ناشي از عدم رعايت دقيق جزئيات اجرايي توسط مجريان اسكلت، كيفيت پايين مصالح مصرفي و وجود ساختمان‌هاي بسياري كه بدون توجه به ضوابط اصولي و بصورت معمارساز در كشور ساخته شده‌اند، لزوم انجام مطالعات در خصوص روش‌هاي بهسازي سازه‌هاي موجود را امري ضروري مي‌نمايد. در دهه‌هاي اخير استفاده از كامپوزيت‌هاي پليمري اليافي براي بهسازي و ترميم سازه‌هاي بتن مسلح گسترش زيادي يافته است.  هدف اصلي در اين مقاله دستيابي به روندي براي بهسازي بهينه قاب درگاهي بتن مسلح با استفاده از الياف پليمري و بررسي رفتار پس از تقويت آن تحت بارهاي سيكلي، از نقطه ‌نظر مقاومت و شكل‌پذيري محلي و كلي سازه مي‌‌باشد. براي اين منظور رفتار قاب بتن مسلح پرتال به صورت يك مجموعه پيوسته متشكل از تير، ستون و ناحيه اتصال بصورت آزمايشگاهي و عددي، تحت اثر توأم بارهاي ثقلي و جانبي، در دوحالت بهسازي نشده و بهسازي شده مورد بررسي قرار گرفت.  تحليل عددي با استفاده از دو نرم افزار LS DYNA  و Seismostruct صورت گرفت و با نمونه آزمايشگاهي مقايسه شد. لذا، به منظور دستيابي به طرح بهينه بهسازي، اثرات پارامتر آرايش ورق‌هاي تقويتي، محصوريت و تعداد لايه هاي مصرفي در رفتار لرزه‌اي قاب بهسازي شده بررسي گرديد. براي اين منظور حالات مختلف تقويت از نظر رفتار هيسترتيك، منحني‌هاي بار تغييرمكان، منحني‌هاي ظرفيت استهلاك انرژي، مودهاي خرابي و آرايش ترك‌ها مورد بررسي و مقايسه قرار گرديد.

Current study investigates the seismic performance of the reinforced concrete (RC) portal frames with emphasizing on the failure at the beam column junction. Fiber reinforced polymer (FRP) is excessively used to restore RC flexural components as beam and columns. Here, the main interest is to focus on the ductility and strength enhancement of CFRP retrofitted shear critical parts of the RC frame under a successively lateral cyclic loading. Two types of FRP strengthening schemes, U shaped Wrap (UW) and L shaped Wrap (LW), are used as external bonded sheets. Numerical simulation is conducted using LSDYNA FE software and Seismostruct software. Moreover, the results in terms of load displacement are validated with the experimental data. The crack pattern at the critical region , connection area, due to the shear deficient strength is studied in details for both control and retrofitted specimens. In a conducted parametric study, the optimum stacking sequence is obtained for a better performance of the RC frame subjected to the lateral cyclic loading. In this direction, the overall energy dissipation and overall ductility assessment are calculated.