ارزيابي پاسخ ديوارهاي برشي بتن ‌آرمه داراي بازشو تحت بارگذاري چرخه‌اي

Evaluation of the response of reinforced concrete shear walls with openings under cyclic loading

در اين تحقيق پارامترهاي مؤثر بر عملكرد ديوارهاي برشي بتن مسلح، همچون مقدار ميلگردهاي طولي و عرضي ديوار، بازشو، نسبت ابعاد بازشو، منظم و نامنظمي چيدمان بازشو در ارتفاع ديوار و فاصله بازشو از لبه ديوار مطالعه شده است و مناسب‌ترين حالت پارامترهاي مورد بررسي براي حضور بازشو در ديوارهاي برشي بتن مسلح ارائه گرديده است. نمونه ديوارهاي بتني با ابعاد m3 16/5× 6/5× 0/35 تحت اعمال همزمان بار چرخه‌اي و بار متمركز يكنوا در بالاترين قسمت ديوار قرارگرفته‌اند. تحليل غير خطي با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام شده و براي رفتار غيرخطي بتن از مدل پلاستيسيته آسيب استفاده شده است. يك نمونه ديوار بتني بدون بازشو با حداقل مقدار ميلگردهاي طولي و عرضي آيين نامه‌اي به عنوان نمونه پايه در نظر گرفته شده و ساير نمونه‌ها از طريق معيارهايي چون ظرفيت باربري، ميزان انرژي مستهلك شده، نحوه و توزيع ترك خوردگي و خرد شدگي با آن مقايسه شده‌اند. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه حضور بازشو در ديوارهاي بتني به ميزان 18/65‌% سطح ديوار باعث كاهش 24% مقاومت و 43% سختي اوليه ديوار بازشودار نسبت به نمونه بدون بازشو شده است، نامنظمي چيدمان بازشوها در ارتفاع ديوار باعث افزايش 8% مقاومت و 12% سختي ديوار شده است. همچنين، مقاومت و سختي نمونه‌هاي داراي بازشو تابع فاصله بازشو از لبه ديوار و بازشو مجاور بوده است به نحوي كه مناسب‌ترين ديوار برشي بازشودار از نظر مقاومت و سختي، ديواري است كه بازشو‌ها به اندازه 1/5 برابر عرض بازشو از لبه ديوار فاصله گرفته‌اند.

In this paper, the effective parameters on the performance of reinforced concrete shear walls, such the amount of longitudinal and transverse rebars, openings, opening aspect ratio, Regular and irregularly aligned openings at the height of the wall and opening distance from the edge of the wall have been studied and the most appropriate parameters for the reinforced concrete shear wall have been provided. Reinforced concrete shear walls of 0.35×6.5×16.5 m3 have been under cyclic loading and a concentrated monotonic load at the top. Non-linear finite element analysis using the ABAQUS code has been performed. Concrete damage plasticity model has been used. A wall with no openings and with minimum longitudinal and transverse reinforcement of has been considered as the control sample and other samples have been compared with it through measures such as load bearing capacity, dissipated energy, and cracking and crushing distributions and patterns. The results show that the presence of openings in concrete shear walls in the amount of 18.65% of the wall surface caused a reduction of 24% resistance and 43% of the initial hardness of the opening wall compared to the sample without opening, irregularly of the opening at the wall height increased by 8% Resistance and 12% hardness of the wall. Also, the strength and hardness of the opening specimens were the distance between the opening and the edge of the wall and the adjacent opening, so that the most suitable openings for the shear wall in terms of strength and hardness were a wall with openings up to 1.5 times its width from the edge of the wall.