Title of article :
Strengthening of reinforced concrete shear walls with openings using carbon fiber-reinforced polymers
Author/Authors :
Husain, Mohamed Department of Structural Engineering - Zagazig University, Zagazig , Eisa, Ahmed S. Department of Structural Engineering - Zagazig University, Zagazig , Hegazy, Mohamed M. Department of Structural Engineering - Zagazig University, Zagazig
Abstract :
Reinforced concrete shear walls are one of the most widely used lateral load structural resisting elements in high rise buildings. Introducing openings in existing shear walls may be due to remodeling or municipality considerations, such as placement of staircases, windows, doors and elevators. Making openings in existing shear wall decrease the overall structural capacity and integrity of the wall, in addition to stress concentrations around the openings. This necessitates the strengthening of the opening rim with FRP wraps. This paper focuses on developing a 3D high-reliability dynamic nonlinear finite element model on ABAQUS theory manual and users’ manual, version 6.10 (2010) to simulate the behavior of shear walls with openings strengthened with FRP wraps to investigate their seismic response under the monotonic loads. The proposed FE model has been validated using previous experimental data in literature. The FE results indicated that the proposed configuration of CFRP laminates substantially increases the lateral load strength and deformation capacity of the shear wall with openings and also improves the ductility and energy dissipation of the shear wall.
Farsi abstract :
در اين پژوهش، پودر تترابورات كلسيم (CaB4O7) در بازه دمايي 900-800 درجه سانتيگراد بهروش واكنش حالت جامدسنتز شد. سنتز با استفاده از ماده خوشرفتارتر آمونيوم تترابورات بهعنوان منبع بور انجام شد. در دماهاي 800 و 880 درجه سانتيگراد پودري مركب از فازهاي مختلف تشكيل شد. در دماي بهينه 840 درجه سانتيگراد، پودري تنها مركب از فازهاي متا و تترابورات تشكيل شد. افزايش دو درصد وزني آمونيوم تترابورات نسبت به شرايط استوكيومتري، منجر به توليد محصول تكفاز تترابورات كلسيم ميشود. آزمون پراش پرتو ايكس (XRD)، تشكيل ساختار مونوكلينيك را در دماي بهينه 840 درجه سانتيگراد و با افزايش دو درصد وزني عنصر بور، تأييد كرد. تشكيل واحدهاي BO3 و BO4 در گروه آنيوني تترابورات كلسيم، توسط طيفسنجي مادون قرمز با تبديل فوريه (FTIR) و رامان (Raman) آزموده شد. تركيبات عنصري و مورفولوژي ظاهري بهوسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي– گسيل ميداني (FE-SEM) مورد مطالعه قرار گرفت. استوكيومتري پودر توليد شده نزديك به مقدار تئوري آن بهدست آمد و ذرات پودر برخي مشخصههاي مونوكلينيك از خود نشان داد.
Keywords :
Shear wall , Openings , 3D numerical analysis , Strengthening , CFRP , Ductility
Journal title :
Astroparticle Physics