دانلود رایگان ترجمه مقاله رفتار لرزه ای فریم های بتنی تقویت شده SMA-FRP تحت خطر لرزه ای متوالی – الزویر ۲۰۱۵

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

مقدمه
طراحی زمین لرزه ای و فلسفه آن اخیرا از سوی اکثر قوانین طراحی لرزه ای اتخاذ گردیده که بر مبنای جلوگیری از فروریزی ساختار در طی زلزله می باشد و ویژگی انعطاف پذیری را معرفی می کند که میزانی از رخداد خسارت و آسیب در مولفه ها و نواحی خاص را برقرار می سازد. در حالت ساختارهای بتن مستحکم شده، آسیب به خاطر له شدن بتن و دگرشکلی پلاستیکی استحکام فولاد است که اخیرا به عنوان یکی از نقائص میله های فولاد در نظر گرفته شده است. دگرشملی فولاد مازاد در چارچوب مقاومت لحظه ای بتن مستحکم شده اغلب منحر به رانش های دائمی می گردد که نه تنها باعث افت ظرفیت کلی شده بلکه مسائل ایمنی برای ساکنان تحت بارهای جاذبه به بار می آورد. چندین مطالعه اخیر بر بهبود کارکرد پس از زمین لرزه ساختارهای بتن مستحکم از طریق معرفی ویژگی مرکزبندی مجدد متمرکز بوده اند. چندین فنون معرفی شدهاند تا این ویژگی را به ساختارهایی از جمله کاربرد میله های فولادی پس از تنش، ارتقا سختی پس از تسلیم شوندگی با استفاده از میله های کامپوزیت فیبری فولاد و کاربرد میله های آلیاژ حافظه شکلی فراارجاع پذیر بپردازند. هر چند استفاده از آلیاژ حافظه شکلی برای فراهم سازی ساختارهای بتن مستحکم با توانایی مرکز مجدد کاملا نوید بخش می باشد، آن با برخی چالش ها مواجه است. برای مثال، استفاده از قطر بزرگ،میله آلیاژ حافظه شکلی که به لحاظ تجاری موجود نیستند از هزینه آن می کند. علاوه بر این، تحقیقات نشان داده اند که میله های آلیاژ حافظه شکلی دارای قطر بزرگتر ناحیه تنش کاهش یافته و قابلیت کاهندگی در مقایسه با سیم های قطر کم نشان می دهند. این امر به طور عمده به خاطر تجمع سختار بلور ماده فلزی سخت و شکننده بلوری و نقص های ذاتی است که در میله های قطر بزرگتر در مقایسه با سیم های قطر کوتاه قرار دارد. برای بررسی محدودیت های از قبل بحث شده در میله های استحکامی فولاد با استفاده از سیم های آلیاژ حافظه شکلی به جای میله ها، مولف دوم در مطالعه ای شرکت نمود که ایده استفاده از نوع جدید کامپوزیت پلیمر مستحکم فیبری معروف به پلیمر مستحکم فیبری آلیاژ حافظه شکلی به عنوان استحکام ساختارهای بتن معرفی نمود.
استحکام مطرح شده به عنوان روشی برای معرفی ویژگی های انعطاف پذیری و مرکزیت مجدد ساختارهای بتن مستحکم می باشد. شکل ۱ میله کامپوزیت را طرح وار نشان می دهد. طبق شکل، آلیاژ حافظه شکلی- پلیمر مستحکم فیبری مشتکل از صمغ پلیمری مستحکم شده با فیبرهای آلیاژ حافظه شکلی فراارجاع پذیر ان آی تی آی قطر کوتاه با یا بدون فیبرهای استحکامی قراردادی تکمیلی است ( از جمله شیشه، کربن و غیره).رفتار غیر خطی اما ارجاع پذیر کاذب در شکل ۱ نشان داده است که نمونه فیبرهای آلیاژ حافظه شکلی فوق ارجاع پذیر بوده که باعث می گردد استحکام کامپوزیت آلیاژ حافظه شکلی- پلیمر مستحکم فیبری رفتار شکل پذیر ومهیج با کمترین آسیب به ساختار بتن استحکامی از خود نشان دهد. رفتار مهیج شکل پرچم آلیاژ حافظه شکلی نتیجه مستقیم تبدیل فاز القا شده با فشار برگشت پذیر بین فازهای استنیت و مارتنسیت است.
مطالعه ظفر و آنداوز به بررسی روند تولید مفصل و رفتار آزمایشی تجربی ترکیب کامپوزیت آلیاژ حافظه شکلی- پلیمر مستحکم فیبری پرداخت. در مطالعات قبلی آلیاژ حافظه شکلی- پلیمر مستحکم فیبری گزینه نوید بخشی برای میله های فولاد و پلیمر مستحم فیبری است که شایسته بررسی های بیشتر است. این مقاله بر بررسی تحلیلی، عملکرد میله های آلیاژ حافظه شکلی- پلیمر مستحکم فیبری در ساختارهای بتن مستحکم پلیمر محکم فیبری می پردازد که در معرص دنباله های پس لرزه- لرزه اصلی واقع شده و آن را با میله های فولاد قدیمی مقایسه می کند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫ Introduction

Traditional structural seismic design philosophy currently adopted by most seismic design codes is based on preventing the collapse of the structure during an earthquake through introducing the feature of ductility, which allows some level of damage to occur at specific components or regions (e.g. plastic hinges) in the structure. In the case of reinforced concrete (RC) structures, the damage is due to the crushing of concrete and the plastic deformation of steel reinforcement, which has been considered recently as one of the drawbacks of steel rebars. Excessive steel deformation (beyond yielding) in RC moment resisting frames (MRFs) for example often results in permanent residual drifts, which not only cause overall capacity degradation but also pose safety issues for the occupants even under gravity loads [1]. Several recent studies have focused on improving the post-earthquake functionality of RC structures through introducing the feature of re-centering. Various techniques have been proposed to introduce this feature to structures including the use of post-tensioned steel bars [2], enhancing post yield stiffness using steel fiber composite bars [3] and the use of superelastic shape memory alloy (SMA) rebars [4,5]. Although using SMA materials to provide RC structures with the ability to re-center is quite promising, it is faced with some challenges. For example, using large diameter SMA rebars that are not available commercially makes it cost prohibitive. In addition, research have shown that large diameter SMA rebars exhibit reduced hysteretic area and damping capability compared to small diameter wires [4,6]. This is primarily due to the accumulation of more distorted martensite crystalline structure and inherent deficiencies which exist in larger diameter rods as compared to small diameter wires. To address the previously discussed limitations in steel reinforcing bars using SMA wires instead of bars, the second author participated in a study which proposed the idea of using a new type of fiber reinforced polymer (FRP) composite known as shape memory alloy-FRP (SMA–FRP) as reinforcement for concrete structures [7]. The proposed reinforcement was sought as a mean to introduce the features of ductility and re-centering to RC structures. A schematic of the newly proposed composite rebar is shown in Fig. 1a. As illustrated in the figure, the proposed SMA–FRP reinforcing bar comprises polymeric resin reinforced with small diameter NiTi superelastic SMA fibers with or without supplementary conventional reinforcing fibers (e.g. glass, carbon, etc.). The nonlinear, yet pseudo-elastic behavior shown in Fig. 1b typical of superelastic SMA fibers [8] will allow SMA–FRP composite reinforcement to exhibit hysteretic and ductile behavior with minimal damage to the RC structure. The flag-shape hysteretic behavior of superelastic SMA is a direct result of a reversible stress-induced phase transformation between austenite and martensite phases. A more recent study by Zafar and Andrawes [9], explored in depth the manufacturing procedure and experimental testing behavior of the proposed SMA–FRP composite. In these previous studies, SMA–FRP has proven to be a promising alternative to both steel and FRP rebars, which deserves further investigation. This paper focuses on investigating analytically, the performance of SMA–FRP rebars in RC MRF structures subjected to main shock–aftershock earthquake sequences and compare it with that of conventional steel rebars.