شبیه‌سازی و بررسی عملکرد لرزه‌ای سازه‌های بتنی تقویت شده با الیاف CFRP بر اساس تحلیل استاتیکی غیر خطی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شبستر، شبستر، ایران

2 عضو هیات علمی واحد شبستر

چکیده

بیش از یک دهه است که مقوله بهبود و ارتقای کیفی زیر ساخت‌های دانش مهندسی ساختمان یکی از مهمترین موارد به حساب می‌آید. خراب شدن و از بین رفتن ستون و عرشه پل‌ها، تیرها، ستون‌ها، دیوارهای ساختمان‌ها و مواردی همچون بالا رفتن سن سازه، عوامل مضر و مخرب محیطی، طراحی یا ضعف اجرایی و همچنین تغییر کاربری سازه‌ها و آیین‌نامه‌های قدیمی و یا حوادثی همچون زلزله نسبت داده می‌شود. از طرفی در اجرای تقویت سازه‌های بتن آرمه معمولاً محل بهینه تقویت چندان مورد توجه واقع نمی‌شود. از این رو تقویت محل مناسب سازه و بالا بردن هر چه بیشتر مقاومت سازه و کاهش هزینه‌های مقاوم‌سازی از موارد بسیار مهم و مورد توجه محققین مختلف بوده است. در این تحقیق، هدف اصلی بررسی سازه بتنی مقاوم‌سازی شده در حالات مختلف تقویت المان‌ها با استفاده از الیاف FRP بوده است. به این منظور ابتدا سه سازه بتنی با تعداد طبقات 5، 7 و 9 بر اساس آیین‌نامه 2800 زلزله در نرم‌افزار SAP2000 طراحی شده و تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش‌آور) قرار گرفتند که تحلیل پوش‌آور با الگوی بارگذاری مثلثی معکوس صورت گرفته است. این سازه را طوری تقویت می‌کنیم که از بیشترین ظرفیت سازه استفاده بشود و همچنین ستون‌ها بعد از تیرها وارد مرحله غیر خطی بشوند. در مرحله بعد سازه‌ی مورد نظر را به روش‌های گوناگونی همچون تقویت کل سازه، تقویت قاب‌ها، تقویت المانها بصورت جداگانه، تقویت قاب‌های خارجی سازه، تقویت قاب‌های داخلی (هسته سازه) و ... مورد بررسی قرار می‌دهیم تا با استخراج برش پایه، دریفت طبقات، نیروی داخلی المانها و مقدارFRP  مصرفی، بهینه‌ترین روش برای تقویت سازه را بدست آوریم، که سطح عملکردی ایمنی جانی ( LS ) را با تقویت به وسیله FRP برای سازه تامین گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation and Evaluation of Seismic Performance of Concrete Structures Reinforced with CFRP Fibers Based on Nonlinear Static Analysis

نویسندگان [English]

  • Kamiar mahboubi 1
  • mohammad saberi 2
چکیده [English]

More than a decade, the issue of improving the quality of building engineering knowledge infrastructure is considered as one of the most important cases. Deterioration and loss of columns and decks of bridges, beams, columns, walls of buildings are attributed to some cases such as the age of the structure, environmental destructive factors, weak design or implementation and also change of structures’ usage, and procedures of the old regulations or events such as earthquake. On the other hand, strengthening the location of the implementation of reinforced concrete structures is not usually taken into consideration. Therefore, strengthening the proper location of the structure and increasing the structural strength and reducing the cost of retrofitting have been of great importance to the attention of various researchers. The main purpose of this study is to investigate reinforced concrete structures in various modes of reinforcement of elements using FRP fibers. For this purpose, at first, three concrete structures with 5, 7 and 9 stories were designed according to the 2800 seismic regulations in SAP 2000 software and were subjected to static nonlinear analysis for which overlapping analysis has been carried out with a reverse triangular loading pattern. This structure is reinforced so that it can use the maximum structural capacity and also the columns enter the nonlinear stage after the beams. In the next step, we consider the structure in various ways such as strengthening the entire structure, reinforcing the frames, reinforcing the elements separately, strengthening the external frame of the structure, strengthening the internal frames (structural core), etc., so that through extracting the base cutting, floor drainage, the internal force of the elements and the amount of FRP consumed, we obtain the most optimal method for reinforcing the structure, which provides the functional level of LS safety with reinforcement by FRP.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reinforcement
  • CFRP fibers
  • Modeling
  • seismic performance