• شماره ركورد
    24213
  • شماره راهنما
    CIV2 220
  • عنوان

    مقايسه روش‌هاي مختلف تقويت قاب‌هاي بتن مسلح با استفاده از ورق FRP از نظر عملكرد لرزه‌اي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي عمران - سازه
  • دانشكده
    مهندسي عمران و حمل و نقل
  • تاريخ دفاع
    16/10/1403
  • صفحه شمار
    115 ص.
  • استاد راهنما
    دكتر حسين تاجمير رياحي
  • كليدواژه فارسي
    پليمر تقويت شده با الياف، , مقاوم‌سازي لرزه‌اي، , عملكرد لرزه‌اي، , تحليل پوش‌آور، , تحليل ديناميكي فزاينده.
  • چكيده فارسي
    در كارهاي اجرائي مهندسي، تقويت سازه‌هاي موجود و اجزاي آن‌ها به دلايل مختلفي از جمله مشكلات طراحي و ضعف مصالح ضروري است. در ميان سيستم سازه‌هايي كه نيازمند مقاوم‌سازي مي‌باشند قاب‌هاي خمشي به عنوان يكي از رايج‌ترين سيستم‌هاي مقاوم در برابر بارهاي جانبي شناخته مي‌شوند و به صورت متداول در طراحي ساختمان‌ها استفاده مي‌شوند‌. اتصالات اين قاب‌ها هنگام زلزله تحت تنش زيادي قرار‌مي‌گيرد. استفاده از مواد كامپوزيت پليمر مسلح شده با الياف، به ويژه ژاكت‌هاي پليمري تقويت‌شده با الياف FRP، به عنوان يك روش مؤثر براي افزايش سختي و مقاومت سازه‌ها در برابر اثرات لرزه‌اي رواج يافته است. اين پايان‌نامه به بررسي و مقايسه روش‌هاي متداول مقاوم‌سازي با FRP كه عبارت‌اند از روش نصب خارجي (EBR)، روش نصب خارجي بر روي شيار (EBROG) و روش نصب در نزديك سطح (NSM) به صورت نصب بر روي قسمت كناري اتصال تير به ستون درقاب‌هاي 3، 5 و 7 طبقه با سيستم قاب خمشي مي‌پردازد و عملكرد لرزه‌اي اين قاب‌ها در تحليل‌هاي پوش‌آور و ديناميكي غير خطي فزاينده در زلزله‌هاي مختلف ارزيابي مي‌شود. هدف از اين تحليل‌ها بررسي بهبود عملكرد سازه‌ها با استفاده از اين روش‌ها مي‌باشد. از اين روي يك نمونه تير-ستون بتني تقويت شده با ورق FRP در نرم‌افزار آباكوس مورد صحت سنجي قرارگرفت سپس يك قاب بتني در نرم‌افزار اپنسيس براي تاييد مدل تحليلي تير-ستون صحت‌سنجي شد. همچنين سه نمونه تير-ستون در نرم‌افزار اپنسيس جهت بررسي رفتار پينچينگ مورد مطالعه قرار گرفته است. براي بررسي و مطالعه قاب‌ها، اتصالات تير-ستون آن‌ها در نرم‌افزار آباكوس مدل‌سازي و تحليل شده و سپس رفتار اين اتصال‌ها در نرم‌افزار اپنسيس اعمال و بررسي شد. در ادامه قاب‌ها‌ي مذكور در نرم‌افزار اپنسيس تحت تحليل‌هاي غيرخطي و ديناميكي فزاينده قرار گرفته‌اند. طبق نتايج تحليل پوش‌آور قاب‌هاي تقويت‌شده با روش EBROG در قاب 5 و 7 طبقه، بارجانبي بيشتري نسبت به ساير روش‌ها تحمل كرده و با روش NSM قاب‌هاي 3، 5 و 7 طبقه، عملكرد متفاوتي نسبت به ساير روش‌ها داشته‌اند. نتايج تحليل ديناميكي نشان مي‌دهد كه روش‌هاي EBROG و EBR تقريبا عملكرد مشابهي دارند، اما در قاب‌هاي 5 و 7 طبقه روش NSM عملكرد ضعيف‌تري نسبت به ساير روش‌ها داشته‌است. شتاب طيفي متناظر با احتمال فراگذشت 50% در قاب 3 طبقه روش‌هاي EBR و EBROG عملكردي 13 درصد و روش NSM عملكردي 17 درصد بهتر از قاب‌هاي تقويت‌نشده داشته‌است. در قاب‌هاي 5 و 7 طبقه روش EBR و EBROG عملكردي نزديك به 30 درصد و روش NSM به‌طور ميانگين عملكردي 19 درصد بهتر از قاب‌هاي تقويت‌نشده داشته‌است. قاب تقويت‌شده با روش NSM بسته به ابعاد مقطع مي‌تواند رفتار متفاوتي از خود نشان ‌دهد. در قاب‌هاي 5 و 7 طبقه، استفاده از تعداد نوارهاي FRP بيشتر در ارتفاع تير به صورت موازي تير مي‌تواند بهبود قابل توجهي در رفتار سازه نسبت به دو روش ديگر ايجاد‌كند.
  • كليدواژه لاتين
    : Fiber-reinforced polymer,, . , seismic retrofitting , seismic performance, , pushover analysis, , incremental dynamic analysis
  • عنوان لاتين
    Comparison of different methods of strengthening reinforced concrete frames using FRP sheets in terms of seismic performance
  • گروه آموزشي
    مهندسي عمران
  • چكيده لاتين
    In engineering construction projects, strengthening existing structures and their components is often necessary due to various reasons such as design flaws and material weaknesses. Among the structural systems that require retrofitting, moment frames are recognized as one of the most common systems resistant to lateral loads and are commonly used in building design. These frame connections are subjected to high stress during earthquakes. The use of fiber-reinforced polymer composites, especially fiber-reinforced polymer (FRP) jackets, has become a popular and effective method for increasing the stiffness and resistance of structures against seismic effects. This thesis investigates and compares common FRP retrofitting methods, including externally bonded reinforcement (EBR), externally bonded reinforcement on grooves (EBROG), and near-surface mounted (NSM) reinforcement applied to the side of the beam-column joint in 3-, 5-, and 7-story moment frame systems. The seismic performance of these frames is eva‎luated through nonlinear pushover and incremental dynamic analyses under various earthquakes. The aim of these analyses is to investigate the improvement in structural performance using these methods. Therefore, a reinforced concrete beam-column specimen strengthened with FRP sheets was validated in the Abaqus software. Subsequently, a concrete frame was validated in the OpenSees software to confirm the analytical model of the beam-column. Additionally, three beam-column specimens were studied in OpenSees to investigate pinching behavior. To analyze and study the frames, their beam-column connections were modeled and analyzed in Abaqus, and then the behavior of these connections was applied and investigated in OpenSees. Subsequently, the aforementioned frames were subjected to nonlinear and incremental dynamic analyses in OpenSees. According to the results of the pushover analysis, the frames reinforced with the EBROG method in the 5- and 7-story frames withstood higher lateral loads compared to other methods, and the NSM method in the 3-, 5-, and 7-story frames exhibited different performance compared to other methods. The results of the dynamic analysis showed that the EBROG and EBR methods had nearly similar performance, but in the 5- and 7-story frames, the NSM method had a weaker performance compared to other methods. The spectral acceleration corresponding to a 50% probability of exceedance in the 3-story frame showed a 13% better performance for the EBR and EBROG methods and a 17% better performance for the NSM method compared to unreinforced frames. In the 5- and 7-story frames, the EBR and EBROG methods had nearly 30% better performance, on average, and the NSM method had a 19% better performance compared to unreinforced frames. The frame reinforced with the NSM method can exhibit different behavior depending on the cross-sectional dimensions. In the 5- and 7-story frames, using a larger number of FRP strips in the height of the beam parallel to the beam can significantly improve the structural behavior compared to the other two methods.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    118357
  • نويسنده

    شهرام، پويا