مطالعه ی رفتار لرزه ای دیوار برشی بتنی دارای بازشو، تقویت شده با ورق های frp

دیوارهای برشی بتن آرمه یکی از رایج ترین سیستم های مقاوم در برابر بار جانبی حاصل از باد و زلزله در سازه ها هستند. یکی از انواع دیوار های برشی، دیوار برشی دارای بازشو است که این بازشوها به دلایل مکانیکی و معماری (تعبیه پنجره، در و...) در دیوار برشی ایجاد میشوند. وجود این بازشوها در دیوار برشی باعث ایجاد تاثیراتی در مقاومت نهایی، تغییر در رفتار توزیع نیرو ها و تغییر در مکانیزم شکست و ... می شوند. همچنین با توجه به اینکه بعضی از دیوار های برشی با استفاده از آیین نامه های قدیمی طراحی شده اند و این آیین نامه ها رفتار شکل پذیر دیوار برشی را تامین نمی نمایند و با توجه به عدم تطابق طرح لرزه ای این آیین نامه ها با آیین نامه های جدید، نیاز به ترمیم وتقویت این دیوار ها امری اجتناب ناپذیر است. امروزه استفاده ازکامپوزیت هایfrp به صورت گسترده و موفقیت آمیزی در بهبود رفتار لرزه ای سازه ها مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات انجام شده بر روی سازه های تقویت شده با ورق هایfrp بیشتر مربوط به تقویت تیر و ستون است. در حالی که تاثیر ورق-هایfrp بر ظرفیت دیوارهای برشی به خصوص دیوار های برشی دارای بازشو کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پایان نامه ابتدا رفتار دیوار های برشی که بدون در نظر گرفتن ملزومات آیین نامه ای مربوط به ایجاد بازشو در دیوار، طراحی شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است و پس از بررسی نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی در زمینه تقویت دیوار های برشی، رفتار دیوار های برشی دارای بازشو(یک دیوار کوتاه و یک دیوار متوسط) که با استفاده از ورق هایfrp تقویت شده اند، مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین یکی از مسائل مهم در زمینه ی تقویت اجزای سازه ای با استفاده از ورق های frp، تقویت اجزای آسیب دیده تحت اثر بارگذاری اولیه است. بر طبق بررسی های انجام گرفته مطالعات اندکی در زمینه ی تقویت دیوار برشی آسیب دیده با استفاده از ورق های frp وجود دارد و بیشتر این مطالعات به صورت آزمایشگاهی هستند. بنابراین در این پایان نامه سعی شده است اثر تقویت دیوارهای برشی آسیب دیده دارای بازشو با استفاده از ورق های frp با به کارگیری روش های عددی مورد ارزیابی قرار گیرد. به همین منظور در این پایان نامه از روش اجزاء محدود غیر خطی استفاده شده است و با توجه به ویژگی های نرم افزار اجزاء محدود abaqus، در مدل سازی دیوارهای برشی، این نرم افزار مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین در تمامی حالات ذکر شده تاثیر افزایش ورق frp بر رفتار دیوارهای تقویت شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مطالعه مشخص گردید که ایجاد بازشو در دیوار برشی تاثیر به سزایی در رفتار دیوار برشی هم از نظر شکل پذیری و هم از نظر میزان باربری حداکثر ایجاد می نماید. میزان این تاثیر به محل ایجاد بازشو و ابعاد بازشو بستگی دارد. نتایج حاصل از تقویت دیوارهای برشی دارای بازشو با استفاده از ورق های frp، بهبود رفتار دیوارهای تقویت شده در هر دو حالت دیوارهای بدون آسیب و دیوارهای آسیب دیده را نشان می دهد. در این مطالعه مشخص گردید که دیوارهایی که در آنها ورق های frp به صورت دورپیچ در نواحی اطراف بازشو مورد استفاده قرار گرفته اند، نسب به حالتی که ورق های frp در اطراف بازشو به سطح بتن چسبانده شده اند، رفتار بهتری از خود نشان می-دهند(هم از نظر شکل پذیری و هم از نظر میزان باربری حداکثر). در حالتی که ورق ها به سطح بتن چسبانده شده اند مکانیزم شکست دیوار تقویت شده به صورت جدایی ورق از سطح بتن است، اما در حالتی که ورق frp به صورت دورپیچ مورد استفاده قرار گرفته است، از ظرفیت ورق به طور کامل استفاده شده و مکانیزم شکست به صورت پارگی ورق است. همچنین تاثیر افزایش ضخامت ورق frp در حالت دورپیچ بیش تر بوده، به طوری که با افزایش ضخامت ورق میزان شکل پذیری دیوارهای تقویت شده افزایش می یابد.