دانلود ترجمه مقاله رفتار لرزه ای دیوار برش مزدوج با لایه CFRP حاوی فضابندی فیبر متغیر – مجله الزویر

فهرست مطالب:

مقدمه
۲  المان محدود برای تحلیل دیوارهای برشی
۳  تئوری و روش حل
۱ ۳  مدولهای الاستیک صفحات کمپوزیت که دارای فاصله گذاری متغیر هستند
۲ ۳  ماتریس سختی المان دیوار برشی تقویت شده و تیر رابط
۴  تحلیل دینامیکی
۱ ۴  ثبت زمین لرزه ها
۲ ۴ مثال عددی
۳ ۴ تحقیقات پارامتری
۵ نتایج

بخشی از ترجمه:

مقدمه

در ساختمانهای متوسط تا مرتفع، سیستم دیوارهای بتن مسلح(RC) معمولا برای مقابله با نیروهای ناشی از زلزله استفاده میشود. با این حال این سیستم های سازه ای برای تحمل زمین لرزه ها بدون فرو ریختن ساختمان و بدون اسیب های عمده مورد نیاز میباشد. برای رسیدن به این اهداف سازه باید موارد ذیل باشد : (۱) مقاومت جانبی بالا (۲) – شکل پذیری بالا-(۳) توانایی از دست دادن انرژی زیاد-(۴) سختی برشی کافی برای محدود کردن رانشهای بین طبقات.
روشهای پیوسته برای تحلیل دینامیکی دیوارهای برشی مزدوج طراحی شده اند که در آن سیستم متمایز تیرهای پیوسته جای خود را به واسطه همگن خصوصیات متعادل می دهد . هم چنین از تکنیک های عددی استاندارد مثل روش المان محدود و روش نوار محدود که با هر نوع ماده و عدم یکنواختی هندسی سازگاری دارند نیز استفاده شده است.جهت رسیدن به واکنش زمین لرزه ای رضایت بخش سازه های دیوارهای برشی مزدوج RC ،سه روش کاربردی و موثر معرفی شده است که عبارتند از ایزولاسیون سازه ای ، جذب انرژی در مفاصل پلاستیکی و کاربرد دستگاههای مکانیکی برای کنترل سازه. استفاده از این روشها موثر میباشد اما بسیار گران قیمت بوده و اجرای آنها مشکل است. از نقطه نظر فن آوری، تقویت سازه های دیوارهای برش مزدوج RC با استفاده از مواد استاندارد و عمدتا سیمان ، بتن و فولاد امکان پذیر است. با این حال روشهای جدید تقویت سازه ارائه شده اند که مبتنی بر این ایده هستند که تقویت باید سبک وقابل حذف بوده و طرح سازه ای ساختمان را تخریب نکند. مواد کمپوزیت کاندیدای خوبی برای جایگزینی مواد استاندارد به شمار میروند. از آنجایی که این مواد سبک هستند ، براحتی نصب میشوند و ننیز قابل حذف میباشند ، کاربرد آنها بیشتر است. بعلاوه مواد کمپوزیت دارای مقاومت بالا ، پایداری خوب بوده و هزینه نصب و نگهداری آنها پائین است.
لذا یک تکنیک مفید برای بهبود مقاومت کلی سازه های دیوارهای برش مزدوج RC و کاهش آسیب پذیری لرزه ای آنها عبارتند از تقویت سازه های دیوارهای برش مزدوجRC با استفاده از پلاستیکهای تقویت شده فیبری(FRP) .
تستهای گسترده نشان داده است که لایه های پلیمری مسلح شده فیبرهای کربنی(CFRP) که از خارج بهم وصله شده انداساسا برای بهبود رفتار کوتاه مدت تیرها و دالهای بتن مسلح سست مفید میباشند. لذا تعدادی از تحقیقات مربوط به آنالیز مفید و مطالعات آزمایشی دیوار برشی تقویت شده انجام شده اند. برای پر کردن فاصله بین فن آوری مورد نظر و توسعه پیشنهادات مناسب طراحی ، این مقاله قصد دارد واکنش لرزه ای سازه های دیوارهای برش مزدوج RC را که با صفحات کمپوزیتCFRP مسلح شده اند مورد بررسی قرار دهد. در وضعیت متداول ، این صفحات از تیرکهایی ساخته شده اند و فیبرهایی داخل هر لایه بصورت موازی و با فواصل یکسان قرار می گیرند. با این حال امکان دارد که افزایش زیادی در کارایی سازه ای با تغییر فواصل فیبرهای صفحات وصله شده بدست آید، یعنی اتصال فشرده آنها به یکدیگر در مناطقی که سختی زیادی مورد نیاز میباشد و اتصال نه چندان چسبیده بهم در سایز مناطق Leissa و همکاران اولین افرادی بودند که اثرات فاصله بندی فیبرهای متغیر را بر لرزه و کمانش بررسی کردند.
اگر فاصله بندی فیبرهای صفحات وصله شده تغییر کند آنالیز آنها در مقایسه با فاصله گذاری یکنواخت کار بسیار پیچیده ای خواهد بود. انگاه مصالح و مواد بکار رفته می بایست در مقیاس ماکروسکوپی و نیز مقیاس میکروسکوپی بصورت ناهمگن عمل آورده شوند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Introduction

In medium to high-rise buildings, reinforced concrete(RC) walls systems are commonly used to resist forcesinduced by earthquake. However, these structural systemsare required to withstand earthquakes without collapsingand without incurring major damage. To accomplish thisgoals, the structure needs to have: (i) high lateral strength,(ii) high ductility, (iii) high energy dissipation capacity and(iv) sufficient shear stiffness to limit interstorey drifts.Continuum approaches have been frequently proposedfor the dynamic analysis of coupled shear walls, wherethe discrete system of connecting beams is replaced byhomogeneous medium of equivalent properties [1,2]. Coupledshear walls have been also analysis by standardnumerical techniques such as the finite element method[3,4] and the finite strip method [5], which can cope withany type of material and geometric nonuniformity.In order to achieve satisfactory earthquake response ofRC coupled shear walls structures, three methods can beidentified as being practical and efficient. These are structuralisolation, energy absorption at plastic hinges anduse of mechanical devices to provide structural control[6–۱۰]. The use of those methods is very efficient but expensiveand difficult to carry out.From a technological point of view, the strengthening ofRC coupled shear walls structures has been accomplishedby adopting standard materials, mainly cement, concreteand steel. However, new reinforcement approaches are rising;they are based on the idea that the strengtheningshould be light and removable and, should not changethe structural scheme of the construction. Composite materialsappear to be good candidates to substitute standardmaterials. Since they are light, simple to install and are alsoremovable. Moreover, composite materials are characterizedby high strength, good durability and lower installationand maintenance cost.Thus, one promising technique to improve the overallstrength of RC coupled shear walls structures and to reducetheir seismic vulnerability is to retrofit the RC coupled shearwalls structures using fibers reinforced plastic (FRP). Extensive testing [11–۱۵] has shown that externallybonded carbon fibers reinforced polymer (CFRP) laminatesare particularly suited for improving the short-termbehavior of deficient reinforced concrete beams and slabs.Therefore, few researches on efficient analysis and experimentalstudies of strengthened shear wall has been undertaken[16–۱۸].In order to fill the gap between the technological interestand the development of appropriate design suggestions,this paper is aimed at investigating the seismic responseof the RC coupled shear walls structures strengthened bymeans of CFRP composite plates. In conventional configuration,these plates are made of plies, the fibers withineach ply being parallel and uniformly spaced. However, itis possible that significant increases in structural efficiencymy be obtained by varying the fibers spacing of the bondedplates i.e., packing them closely together in regions wheregreat stiffness is needed, but less densely in other regions.Leissa et al. [19] are the firsts to study the effect of variablefibres spacing on vibration and buckling problems.