بررسی رفتار غیرخطی قاب‌های بتن مسلح مقاوم‌سازی شده به کمک طوقه و دستک فولادی در اتصال و تقویت تیر و ستون

نویسندگان

1 دانشگاه سمنان

2 دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص) بهبهان

چکیده

یکی از روش‌های مورد استفاده برای مقاوم‌سازی قاب‌های بتن مسلح، استفاده از طوقه و دستک فولادی در اتصال به تنهایی و یا ترکیب آن با تقویت تیر‌ها به وسیله ورق‌های فولادی و زره‌پوش کردن ستون با پروفیل و ورق‌های فولادی می‌باشد. در این مقاله پس از مدل‌سازی و صحت‌سنجی عملکرد مدل، به بررسی رفتار قاب‌های بتن مسلح مقاوم‌سازی شده با این روش، پرداخته‌ شده است. به این منظور، یک قاب بتن مسلح در 4 حالت کلی (دستک و طوقه، دستک و طوقه به همراه ورق تقویتی بین دو طوقه‌ی تیر، دستک و طوقه به همراه زره‌پوش کردن ستون در ناحیه پایین طوقه ستون و ترکیب سه حالت قبلی) و سه مساحت مختلف برای دستک، مقاوم‌سازی شده است. نتایج این مطالعه حاکی از این بود که به‌کارگیری دستک و طوقه سختی و مقاومت قاب را افزایش چشم‌گیری می‌دهد. اگر دستک و طوقه به‌ همراه زره‌پوش کردن ستون برای مقاوم‌سازی قاب مورد استفاده قرار گیرد افزایش مقاومت قاب تا بیش از 3/3 برابر حالت معمولی می‌شود. اضافه کردن ورق تقویتی تیر به سیستم طوقه و دستک موجب زودتر جاری شدن دستک کششی و کمانش زودهنگام دستک فشاری نسبت به حالت‌های بدون ورق تقویتی ما بین دو طوقه تیر می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study on the Nonlinear Behavior of Strengthened RC Frames using Steel Prop and Crub in Connections and Strengthening of Beam and Column

نویسندگان [English]

  • Ali Khalili 1
  • Ali Kheyroddin 1
  • Mohammad Kazem Sharbatdar 1
  • Ahmad Farahani 2
1 semnan university
2 behbahan university
چکیده [English]

One of useful methods for strengthening for reinforced concrete frames, is to use steel prop and crub in connections, alone or combined with beam's revival steel sheets and column jacketing with steel sheets or profiles. In this paper, after modeling and verifying application of model, behavior of RC frames, strengthened with this method was studied. For this purpose, a RC frame has been strengthened in 4 general ways (crub and prop, crub and prop with revival sheet among two beam’s crub, crub with column jacketing in the bottom of column’s crub region, combination of three mentioned moods) with three different prop’s sectional area. Results showed that using crub and prop increases stiffness and strength of frame, significantly. If crub and prop are used with column jacketing for strengthening RC frames, frames’ strength increase up to 3.3 times of ordinary frame. Adding beam revival sheet to crub and prop, causes sooner yielding and bulking in compressive prop.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reinforced concrete frame
  • beam-column connection
  • Strengthening
  • steel crub and prop
  • revival sheet
  • steel jacketing
 

]1[ خیرالدین، ع.، (1382). بررسی رفتار ساختمان‌های بتن‌آرمه تقویت‌شده به کمک بادبند فلزی. مجله دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد. سال 15، شماره اول.

[2] Maheri, M.R., and Sahebi, A., (1997). “Use of Steel Bracing in Reinforced Concrete Frames”, Engineering Structures, No.12, 19 - 1018-1024.

[3] Kheyroddin, A., Naderpour, H., (2008). “Nonlinear Finite Element Analysis of Composite RC Shear Walls” Iranian Journal of Scien ce - Technology ,Transaction B, Engineering ,Vol32 ,No B2 ,April 2008 ,p p 79-89.

[4] Ichinose, T., (1991). "Interaction between Bond at Beam Bars and Shear Reinforcement in RC Interior Joints", Design of Beam-Column Joints for Seismic Resistance, SP-123, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., 1991, pp. 379-400.

[5] Mortezaei, A., Kheyroddin, A., Ronagh H.R., (2010). “Seismic Evaluation of FRP – Strengthened RC Buildings Subjected To Near-Fault Ground Motions Having Fling Step”. Journal of Composite Structures, Pub Online 27April 2010.

[6] Sharbatdar, M.K., and Fakharifar, M., (2009). “The Finite Element Analysis of RC Joints Strengthened with External FRP Composits” 3rd International Conference on Concrete and Development, Building and Housing Research Center.

[7] Naderpour, H., Kheyroddin, A., Ghodrati Amiri, G., Hoseini Vaez, S.R. (2009). “Investigation of the Seismic Behavior of FRP-Strengthened RC Frames”. 9th International Symposium on Fiber Reinforced Polymer Reinforcement for Concrete Structures, Four Points Darling Harbour, Sydney, Australia, July 13–15.

[8] Antonopoulos, C. P., and Triantafillou, T. C., (2002). “Analysis of FRP-Strengthened RC Beam-Column Joints”, ASCE Journal of Composites for Construction, Vol. 6, No. 1, February 2002, pp. 41-51.

 

[9] Alcocer, S. M., and Jirsa, J. O., (1993). “Strength of Reinforced Concrete Frame Connections Rehabilitated by Jacketing”, ACI Structural Journal, Vol. 90, No. 3, May-June 1993, pp.249-261.

[10] Ghobarah, A.; Aziz, T. S.; and Biddah, A., (1997). “Rehabilitation of Reinforced Concrete Frame Connections Using Corrugated Steel Jacketing”, ACI Structural Journal, Vol.4, No. 3, May-June 1997, pp. 283-294.

]11[ خیرالدین، ع. (1389). ثبت اختراع با عنوان ساخت طوقه و دستک فلزی برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی به شماره ثبت 389110785 (پارک علم و فناوری دانشگاه سمنان) در تاریخ 20/11/1389

[12] Said, A., Nehdi, M., (2008) “Rehabilitation of RC frame joints using local steel bracing, Structure and Infrastructure Engineering”. Maintenance, Management, Life-Cycle Design and Performance, 4:6, 431-447.

[13] Sharbatdar, M.K., Kheyroddin, A., Emami, E. (2012). ”Cyclic performance of retrofitted reinforced concrete beam–column joints using steel prop” Construction and Building Materials 36 (2012) 287–294.

[14] Sharbatdar, M.K., Kheyroddin, A., Emami, E. (2012). “Experimental seismic investigation of composite RC-diagonal steel prop joints”. 15th WCEE, Lisbon, Portugal.

[15] ABAQUS/STANDARD Software Help, Version 6.10.1.USA (2010).

]16[ تابش‌پور، م.ر. (1390)، تحلیل غیر خطی سازه‌ها، انتشارات فدک اساتیس، ویرایش اوّل.

]17[ شیرازی، ح. اصفهانی، م.ر. (1390). اثر آماتور‌های هسته بر شکل‌پذیری و کارائی اتصال خارجی تیر-ستون بتنی. روش‌های عددی در مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد. شماره 2، صفحات 122 و 123.

[18] همتی، ع، (1392). پایان‌نامه دکتری مهندسی سازه با عنوان بررسی رفتار خمشی تیرها و قاب های بتن مسلح کامپوزیتی الیافی توانمند. دانشگاه سمنان.