شبيه سازي اثرات ورق هاي FRP روي رفتار غير خطي اتصالات تير– ستون بتن مسلح

Simulating Effect of FRP Sheets on Nonlinear Behavior of Reinforced Concrete Beam- Column Connections

آسيب‌پذيري و رفتار لرزه‌اي نامناسب اتصالات تير- ستون در سازههاي بتني كه براساس آييننامههاي گذشته و بدون ملاحظات لرزهاي طراحي شدهاند، با توجه به نتايج حاصل از آزمايشگاه و زلزلههاي گذشته اثبات شده است. به منظور ارتقا و بهبود سطح عملكرد سازههاي قديمي به سطح عملكرد مورد انتظار آيين‌نامه‌هاي جديد، در وهله نخست، تعيين نقاط ضعف و رفتار لرزهاي سازه و در وهله ديگر، در صورت نياز به مقاومسازي نقاط ضعف، ارائه يك راه‌حل مقاومسازي مقتضي ضروري ميباشد. از ‌اين‌رو در اين تحقيق، تأثير استفاده از الياف تقويت‌شده پليمري در مقاوم‌سازي اتصالات در سطح عضو مورد ارزيابي و بررسي قرار ميگيرد. در اين مقاله، مدلي تحليلي به منظور شبيهسازي رفتار غيرخطي اتصالات مقاوم‌سازي شده با ورقهاي FRP ارائه شده است. در مدل مذكور، رفتار غيرخطي در هسته اتصالات با استفاده از دو فنر محوري مورب شبيه‌سازي ميشود. خصوصيات بار- تغييرشكل نظير در فنرهاي محوري تابعي از رابطه تنش اصلي كششي- تغييرشكل برشي در هسته اتصال مي‌باشد. از اين‌رو، براساس مكانيسم رفتاري اتصالات و با استفاده از نتايج آزمايشگاهي، روابط تنش اصلي كششي- تغييرشكل برشي براي اتصالات بتن‌مسلح با مهارهاي مختلف آرماتورهاي طولي تير ارائه شده است. مقايسه نتايج حاصل از مدل عددي و نتايج گزارش شده از آزمايشات، قابليت مدل پيشنهادي در پيشبيني رفتار غيرخطي اتصالات مقاومسازي شده با ورق‌هاي FRP را تأييد كرده است.

The vulnerability and improper seismic behavior of beam-column connections in reinforced concrete structures designed based on past codes without seismic considerations has been established through data obtained from experiments and past earthquakes. In this research, the use of fiber-reinforced polymer (FRP) sheets attached to the surface of the member for strengthening connections was investigated. Here, an analytic model was presented for simulating the nonlinear behavior of connections strengthened with FRP sheets. In this model, the nonlinear behavior of the core zone of the connections was simulated with two diagonal linear springs. The corresponding load-displacement relationship in the linear springs is a function of the principal tensile stress-shear deformation in the core zone of the connection. Therefore, based on the behavioral mechanism of the connections and using the experimental results, the principal tensile stress-shear deformation relationships for reinforced concrete connections with different restraints for the longitudinal rebars of the beam were developed. Comparing the results of the numerical model with those obtained from the experiments verified the ability of the proposed model in predicting the nonlinear behavior of connections strengthened with FRP sheets.