خلاصه
دیوارهای برشی بتن مسلح (RC) عناصر سازه ای رایج هستند، اگرچه رفتار چرخه ای آنها تحت ترکیب های مختلف بارگذاری محوری و جانبی نیاز به مطالعه بیشتر دارد. مرزهای دیوارهای تحت تسلط خمشی بیشترین تنش و کرنش را تجربه می کنند. بنابراین، چیدمان میلگرد در این زمینه حیاتی است و تأثیرات قابل توجهی بر رفتار چرخه ای دیوار دارد. در مطالعه حاضر، سه دیوار در مقیاس کامل با استفاده از معیارهای دیوار سازه ای ویژه ACI318-19 با عناصر مرزی در هر انتهای دیوار طراحی و ساخته شد. آزمایش چرخه ای بر روی دیوارهای برشی RC برای ترکیب های مختلف بار جانبی و محوری انجام شد. این آزمایشات در مقیاس بزرگ نشان دادند که چگونه بارهای محوری بر عملکرد لرزه ای دیوارهای برشی RC ویژه تأثیر می گذارد. پارامترهای لرزه ای منحنی های هیسترزیس نیرو-جابجایی، کرنش بتن، کرنش میلگرد، انرژی تلف شده و سختی ارائه شده و مورد بحث قرار گرفته است. یافته‌های تجربی تأثیر بارگذاری محوری را بر ظرفیت تغییر شکل دیوار، ظرفیت مقاومت و حالت شکست نشان می‌دهد. منحنی‌های ستون فقرات تجربی برای مدل‌های عددی دیوارها همانطور که توسط ASCE41-17 توصیه می‌شود نشان داد که مدل ASCE سفتی مؤثر دیوارها با بارهای محوری کمتر از 10٪ fcAg را بیش از حد برآورد می‌کند، یک مدل چهار خطی برای تخمین رابطه نیرو-تغییر شکل پیشنهاد شده است. نشان داده شده است که ضریب سختی موثر باید تابعی از نسبت بار محوری باشد. منحنی‌های ستون فقرات تجربی برای مدل‌های عددی دیوارها همانطور که توسط ASCE41-17 توصیه می‌شود نشان داد که مدل ASCE سفتی مؤثر دیوارها با بارهای محوری کمتر از 10٪ fcAg را بیش از حد برآورد می‌کند، یک مدل چهار خطی برای تخمین رابطه نیرو-تغییر شکل پیشنهاد شده است. نشان داده شده است که ضریب سختی موثر باید تابعی از نسبت بار محوری باشد. منحنی‌های ستون فقرات تجربی برای مدل‌های عددی دیوارها همانطور که توسط ASCE41-17 توصیه می‌شود نشان داد که مدل ASCE سفتی مؤثر دیوارها با بارهای محوری کمتر از 10٪ fcAg را بیش از حد برآورد می‌کند، یک مدل چهار خطی برای تخمین رابطه نیرو-تغییر شکل پیشنهاد شده است. نشان داده شده است که ضریب سختی موثر باید تابعی از نسبت بار محوری باشد.
معرفی
دیوارهای برشی بتن آرمه (RC) اجزای سازه ای رایج هستند. سختی بالای درون صفحه آنها به طور قابل توجهی باعث افزایش سختی جانبی و کاهش جابجایی جانبی سازه ها تحت نیروهای باد و زلزله می شود. در مناطق فعال لرزه ای، دیوارهای برشی RC به تنهایی یا همراه با سایر سیستم های مقاوم جانبی برای تحمل بارهای جانبی و ثقلی استفاده می شوند. بسته به نسبت ارتفاع به طول، این دیوارها می توانند رفتار خمشی، برشی یا خمشی برشی از خود نشان دهند. ACI 318-19 [1] نسبت ابعاد 2 را به عنوان شماره مرز در نظر می گیرد. دیوارهای با نسبت ابعاد کمتر از 2 دیوار غالب برشی و دیوارهای با نسبت ابعادی بیشتر از 2 دیوار غالب خمشی محسوب می شوند.
ASCE41-17 [2] دیوارهای کنترل شده برشی را به عنوان دیوارهایی با نسبت ابعاد ارتفاع به طول کمتر از 1.5، دیوارهای کنترل برش خمشی 1.5 به 3، و دیوارهای کنترل خمشی بزرگتر از 3 تعریف می کند. ساختمان های بلند با ارتفاع بالا. نسبت ارتفاع به طول از دیوارهای برشی استفاده می شود که کنترل خمشی هستند.
اطلاعات مربوط به زمین لرزه های قبلی [3] و همچنین نتایج تحقیقات تجربی و عددی نشان می دهد که بارهای محوری و جزئیات المان مرزی دو عامل مهم تأثیرگذار بر رفتار و حالت های شکست دیوارهای کنترل برشی هستند. مشاهده شده است که دیوارهای با بارهای محوری بالا به نسبت مقاومت فشاری اسمی (N/fcAg) در زلزله‌های گذشته آسیب بیشتری دیده‌اند. محصور کردن جزئیات نیز بر عملکرد چرخه ای تیرها و ستون ها تأثیر می گذارد [4]، [5].
دیوارهای دارای دمبل یا سطح مقطع فلنجی در هنگام زلزله عملکرد بهتری دارند. با این حال، با استفاده از قالب‌های مدولار در سیستم‌های سازه‌ای دال دیواری که به روش ساخت تونل ساخته می‌شوند، ساخت دیوارهایی با مقطع دمبلی شکل دشوار است. در نتیجه معمولاً برای چنین دیوارهایی از مقاطع مستطیلی استفاده می شود. اگرچه مطالعاتی بر روی دیوارهای سازه ای RC با سطح مقطع مستطیل انجام شده است، اما هیچ مطالعه منتشر شده ای اثرات بارهای محوری بالا را در طول آزمایشات آزمایشگاهی شبه استاتیک چرخه ای بر روی دیوارهای متقاطع مستطیلی در مقیاس بزرگ با ضخامت 30 سانتی متر بررسی نکرده است. با ACI 318-19 (18.10.6.2) [1].
این مطالعه دیوارهای مستطیلی در مقیاس بزرگ را آزمایش کرد که مطابق با مقررات ACI 318-19 طراحی شده بودند[1]. دیوارها دارای بارهای جانبی شبه استاتیکی ثابت محوری و چرخه ای هستند. بارهای محوری روی رفتار لرزه ای دیوار برشی RC مورد بررسی قرار گرفت. سه دیوار برشی RC مستطیلی با نسبت‌های ارتفاع به طول متوسط و الزامات شکل‌پذیری ویژه تحت بارهای جانبی شبه استاتیکی ثابت محوری و چرخه‌ای آزمایش شدند. آزمایش‌های قبلی روی دیوارهای برشی مستطیلی در بخش 2 است. بخش 3 تنظیمات آزمایش و مشخصات نمونه را پوشش می‌دهد. بخش 4 حالت های شکست، الگوهای ترک و منحنی های نیرو-جابجایی را مورد بحث قرار می دهد. بخش 5 نتایج آزمون و مشاهدات را با ACI318-19 [1] و ASCE41-17 [2] مقایسه می کند.
قطعات بخش
بررسی ادبیات
آزمایش های اخیر بر روی دیوارهای برشی RC با نسبت ابعاد متوسط متعدد بوده است. اکثر مطالعات بر روی دیوارهای برشی RC نازک، مقیاس شده یا کم بار محوری متمرکز شده اند. آنها مطابق با الزامات ویژه دیوار RC ACI 318-19 (تأیید مجدد 2022) طراحی یا دقیق نشده بودند.
تامسن و والاس [6]، [7] چهار دیوار با ضخامت 102 میلی‌متر را با مقاطع مستطیلی و T شکل و نسبت ابعاد 3 تحت بارگذاری جانبی چرخه‌ای و بارگذاری محوری fcAg 10 درصد آزمایش کردند. به دلیل کمانش آرماتور مرزی، دیوارها با
برنامه آزمایشی
خواص مکانیکی مواد، ویژگی‌های هندسی، تنظیمات آزمایشی، چیدمان ابزار اندازه‌گیری و تاریخچه بارگذاری آزمایش‌ها در این بخش توضیح داده شده است. سه دیوار برشی بتنی کنسولی در مقیاس بزرگ که برای بارهای محوری مختلف طراحی شده بودند، ساخته و مورد آزمایش قرار گرفتند.
نتایج
نتایج شامل پسماند نیرو-جابجایی و منحنی های ستون فقرات، الگوی ترک، سختی، انرژی تلف شده، کرنش میلگرد و کرنش بتن بود. تغییر شکل خمشی در نمونه‌های H10 و H15 به ترتیب تحت بارهای محوری 10 و 15 درصد غالب بود، در حالی که نمونه H0 در غیاب نیروی محوری لغزش برشی را نشان داد. ترک‌های خمشی افقی در دو طرف دیواره‌های H10 و H15 و همچنین ترک‌های شیبدار 45 درجه که به سمت مرکز دیوار پخش می‌شوند و در هر دو پارگی ایجاد می‌شوند.
بحث
رفتار سه دیوار برشی با بارهای محوری و طول المان مرزی متفاوت ارزیابی و مقایسه شده و تأثیر بار محوری بر رفتار جانبی چرخه‌ای دیوار بررسی شده است. متغیرهای اولیه مورد استفاده برای مقایسه نمونه ها عبارتند از آسیب بحرانی، نیروی پایه در مقابل پسماند جابجایی بالا و منحنی ستون فقرات، تخریب سختی، انرژی تلف شده و کرنش بتن و میلگرد.
نتیجه گیری
این مقاله نتایج سه آزمایش آزمایشگاهی در مقیاس بزرگ را بر روی دیوارهای برشی بتن مسلح (RC) ارائه می‌کند که تحت بارهای محوری و جانبی قرار گرفته‌اند تا رفتار چرخه‌ای درون صفحه آنها را بررسی کند. مهم‌ترین پارامتر مورد بررسی، تأثیر بارگذاری محوری بر رفتار چرخه‌ای دیوارهای برشی RC بود. هر نمونه مطابق با الزامات شکل‌پذیری ویژه ACI 318-19 طراحی و تقویت شد و از شکست نمونه‌ها در حالت خمشی اطمینان حاصل کرد.
دیوار
دیدگاه خود را بنویسید