معرفی و مدلسازی عددی نوعی پانل پیش‌ساخته کامپوزیت مسلح به‌عنوان یک تکنولوژی نوین در صنعت ساختمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران، دانشکده مهندسی عمران، واحد اسلام آباد غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، اسلام آباد غرب، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

با توجه به بررسی­های انجام شده استفاده از مصالح ضعیف و شکننده­ای مانند آجر سنتی به علت وزن زیاد، مقاومت و شکل‌پذیری پایین در اثر وقوع زلزله با بیشترین خسارات و تلفات جانی همراه خواهند بود. در مقاله حاضر رفتار نوعی پانل مسلح کامپوزیت نوین در ساختمان مورد مطالعه و مزایای آن در مقایسه با مصالح سنتی بکار­رفته در ساختمان­­های معمول مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. مواد کامپوزیت قابل دسترس و ارزان قیمت استفاده شده در این پانل علاوه بر افزایش مقاومت فشاری و کششی باعث یکپارچگی این قطعات شده به نحوی که در هنگام خرابی، ذرات آن متلاشی نشده و هیچگونه آواری نخواهد داشت. به منظور دستیابی به مشخصات مکانیکی و رفتاری این محصول نوین آزمایشات متعدد کششی، فشاری و برشی روی نمونه­های مختلف در آزمایشگاه مصالح دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی شریف انجام شده است. شکل‌پذیری، مقاومت کششی و فشاری بسیار خوب، وزن پایین، حداقل هزینه و زمان در اجرا، افزایش جذب انرژی و... از مزایای این محصول نوین در مقایسه با مصالح بنایی موجود می‌باشد. در ادامه به منظور بررسی دقیق رفتار پانل‌های گچی مرکب به‌ عنوان دیوارهای باربر و نیز مقایسه‌ی رفتار لرزه‌ای آن‌ها با رفتار دیوار بنایی متناظر با بازشو ، به مدل‌سازی و تحلیل چندین دیوار با بازشو با نرم‌افزار اجزای محدود پرداخته شده است. نتایج آزمایشات انجام شده نشان داد که مقاومت کششی و فشاری این پانل به ترتیب 3/4 و 18 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع بوده که در مقایسه با مصالح بنایی مورد استفاده دیگر قابل ملاحظه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Introducing and Numerical Modelling of a Type of Reinforced Composite Panel as a Modern Technology in the Construction Industry

نویسندگان [English]

  • mehrdad movahednia 1
  • Mohammad Reza Tabeshpour 2
1 Department of Civil Engineering, Eslamabad-E-Gharb Branch, Islamic Azad University, Eslamabad-E-Gharb, Iran.
2 Associate Professor, Mechanical Engineering Department, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Based on numerous studies, using weak and fragile building materials such as traditional brick due to their high weight, low strength, and low ductility during earthquake will cause the most casualties and losses. Observations from past earthquakes indicate that many structures have undergone remarkable damage even in moderate earthquakes. Low ductility and strength, high weight and severe strength degradation under seismic loads are responsible for these buildings failures. In this paper, behavior of a modern reinforced composite gypsum panel is evaluated and compared with corresponding panels made with traditional materials. The cheap and accessible basic materials used for making these panels result in favorable performance including a significant increase in the tensile and compressive strength as well as providing panels with integrity. So that when it breaks down, its particles do not disintegrate. In order to determine the basic mechanical properties of such panels, numerous standard tensile, compressive, and shear tests have been performed on various panel specimens at the materials laboratory of the faculty of mechanical engineering, Sharif University of Technology. Considerable ductility, strength, energy dissipation capacity, minimum cost, and fast construction are among the features of the proposed panel. Applying the finite element simulation, the buckling force of these composite gypsum panels were determined, which shows high buckling capacity. Subsequently, parametric studies were performed to evaluate the effects of openings on the behavior of these panels as load-bearing walls. The results of experimental tests for this type of panel presented that tensile strength is 4.3 Kg/Cm2 and compressive strength of panel is 18 Kg/Cm2, which are more considerable in comparison with the other traditional masonry materials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modern Technology
  • Reinforced Panel
  • Composite
  • ductility
  • Strength
  • Finite Element