مطالعه عددی رفتار خارج از صفحه دیوارهای پرکننده بنایی در قاب‌های بتن مسلح

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر اسلامی تبریز

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک

10.22034/jcee.2020.27828.1673

چکیده

به­منظور شناخت رفتار لرزه­ای و ارزیابی آسیب­پذیری قاب­های بتن مسلح با در نظر گرفتن رفتار خارج از صفحه میان­قاب­های مصالح بنایی، تحقیق پیش­رو انجام شد. بر این اساس ابتدا یک مدل اجزاء محدود غیرخطی به کمک نرم­افزار DIANA 9.6 توسعه داده شد. پس از صحت­سنجی مدل پیشنهادی با اطلاعات آزمایشگاهی موجود، اثر عواملی مانند وجود بازشوی مرکزی با ابعاد مختلف، مقاومت فشاری، مقاومت کششی مصالح بنایی و ضخامت میان­قاب بررسی شد. نتایج نشان داد وجود بازشو، عملکرد خارج از صفحه میان­قاب بنایی را تحت تأثیر قرار می­دهد به گونه­ای که با افزایش ابعاد بازشو تا رسیدن به یک سطح بهینه، بیشینه مقاومت خارج از صفحه میان­قاب در ابتدا افزایش می­یابد. پس از آن با فراتر رفتن ابعاد بازشو، بیشینه مقاومت به شدت کاهش پیدا می­کند. با افزایش مقاومت فشاری مصالح بنایی، بیشینه مقاومت خارج از صفحه میان­قاب به میزان قابل­توجهی افزایش می­یابد. هم­چنین مشخص گردید با افزایش مقاومت کششی مصالح بنایی، بیشینه مقاومت برون صفحه میان­قاب تغییر چندانی نمی­کند؛ این در حالی است که سختی مؤثر خارج از صفحه دیوار مصالح بنایی با افزایش مقاومت کششی آن، بهبود می­یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Parametric Analysis of Out-of-Plane Behavior of Masonry Infilled RC Frames

نویسندگان [English]

  • Farhad Akhoundi 1
  • Seyed Jafar Hashemi 2
1 Architecture and Urbanism Department, Tabriz Islamic Art University, Tabriz, Iran
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
چکیده [English]

Masonry Infills are assumed as non-structural elements and are not considered in the design process of the infilled frames while their presence can affect the local or global behavior of infilled frames. In the present study, the out-of-plane behavior of masonry infilled frames was studied numerically in the finite element software of DIANA. To have an accurate numerical model, an experimental test was performed and the numerical model was validated based on the experimental results. The influence of different parameters such as the presence of central opening and Infill's mechanical and geometrical properties were thoroughly investigated. The results showed that the presence of a central opening can have a major influence on the out-of-plane response of the infilled frames. It is also concluded that infills with higher compressive strength and larger thickness present better out-of-plane response in terms of strength and stiffness. Finally, it is obtained that using infills with higher tensile strength does not increase their out-of-plane strength.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Masonry infill
  • Non-linear finite element method
  • Out-of-plane behavior
  • RC frame
مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، "آیین­نامه طراحی ساختمان­ها در برابر زلزله (استاندارد 2800)"، نشریه شماره ض-253، ویرایش چهارم، 1393.
Akhoundi F, “Strategies for seismic strengthening of masonry infilled RC frames”, PhD thesis, University of Minho, Campus of Azurém, Guimarães, Portugal, 2016.
Al-Chaar GK, Mehrabi A, “Constitutive models for nonlinear finite element analysis of masonry prisms and infill walls”, U.S. Army Engineer Research and Development Center, Washington DC, US, 2008.
American Society of Civil Engineers (ASCE), “Seismic evaluation and retrofit of existing buildings”, ASCE/SEI 41-13, Reston VA, US, 2017.
Bashandy T, Rubiano N, Klingner R, “Evaluation and analytical verification of infilled frames test data”, Army Construction Engineering Research Laboratories, Champaign IL, US, 1995.
Calvi GM, Bolognini D, “Seismic response of reinforced concrete frames infilled with weakly reinforced masonry panels”, Journal of Earthquake Engineering, 2001, 5 (2), 153-185.
Dawe JL, Seah CK, “Out-of-plane resistance of concrete masonry infilled panels”, Canadian Journal of Civil Engineering, 1989, 16 (6), 854-864.
DIANA Release 9.6, TNO Diana B.V., Delft, the Netherlands, 2014.
Drysdale RG, Essawy AS, “Out‐of‐plane bending of concrete block walls”, Journal of Structural Engineering, 1988, 114 (1), 121-133.
Furtado A, Rodrigues H, Arêde A, Varum H, “Experimental evaluation of out-of-plane capacity of masonry infill walls”, Engineering Structures, 2016, 111, 48-63.
Hashemi A, Mosalam KM, “Seismic evaluation of reinforced concrete buildings including effects of masonry infill walls”, Pacific Earthquake Engineering Research Center, Berkeley, US, 2007.
Hashemi SJ, Razzaghi J, Moghadam AS, Lourenço PB, “Cyclic testing of steel frames infilled with concrete sandwich panels”, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2018, 18 (2), 557-572.
Kadysiewski S, Mosalam KM, “Modeling of unreinforced masonry infill walls considering in-plane and out-of-plane interaction”, Pacific Earthquake Engineering Research Center, Berkeley, US, 2009.