مطالعه عددی رفتار برون صفحه ای دیوار بنایی تقویت شده با نوار GFRP

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 گروه سازه و زلزله، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران

3 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

چکیده

سازه‌های بنایی از جمله قدیمی‌ترین ساختمان های جهان بوده و بیشتر سازه‌های سنتی، تاریخی، مدارس و مساجد، از نوع سازه‌های بنایی بوده و نمای زیبا، هزینه‌ و زمان ساخت کم، از جمله عوامل محبوبیت این نوع سازه‌ها می‌باشد. با این وجود سازه‌ی بنایی تقویت نشده بسیار آسیب پذیر بوده و در مقابل مخاطرات طبیعی نیاز به مقاوم سازی و تقویت دارد. در میان روش‌های مختلف مقاوم سازی، تقویت با نوارهای پلیمری مسلح به فیبر شیشه (GFRP)، به جهت وزن کم، مقاومت بالا و نیاز به نیروی کار کم، از جمله روش های موثر مقاوم سازی می‌باشد. در این مقاله با هدف صرفه جویی در زمان، هزینه و سهولت در آنالیز پارامتری، از نرم‌افزارABAQUS جهت مدل‌سازی دیوار بنایی در دو حالت تقویت شده با نوارهای GFRP استفاده شده است. رفتار دیوار با تحلیل دینامیکی صریح مورد بررسی قرار گرفته و قابل استناد بودن آن، برای تحلیل‌ها و بررسی‌های آینده اثبات می‌شود. پس از صحت سنجی، 5 دیوار با آرایش‌های مختلف نوارهای FRP، 4دیوار با ضخامت های مختلف FRP، 4 دیوار با عرض‌های مختلف FRP و 3 دیوار نیز با ضرایب مختلف ملات‌های قرار گرفته بین آجرها مدل می‌شوند. در انتها نشان داده می‌شود که با افزودن نوارهای GFRP به عنوان تقویت کننده، مقاومت، شکل پذیری و انرژی مستهلک شده در دیوار به ترتیب تا حدود 5/3، 5/1 و 20 برابر افزایش می‌یابد. همچنین برای حجم برابر استفاده شده از FRP افزایش عرض، به طور میانگین 10% رفتار بهتری نسبت به افزایش ضخامت دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical modelling of out of plane behavior of GFRP reinforced masonry walls

نویسندگان [English]

  • Maryam Vaseghi Amiri 1
  • Mehdi Dehestani 2
  • Mohammad Yekrangnia 3
1 Faculty of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology
2 Faculty of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
3 Shahid Rajaee Teacher Training University (SRTTU)
چکیده [English]

The Masonry buildings are of the world's oldest buildings. Most of the historical buildings, schools and mosques are made of bricks. Beautiful view, low cost and time of constructions are the reasons for the popularity of these buildings. However, unreinforced masonry buildings are vulnerable. So for preservation of life and wealth of people and historical buildings, masonry structures need to be reinforced. Among various kinds of rehabilitation methods, using the Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) strips is an effective retrofitting method due to its light weight, high strength and low labor requirement. Among the analytical methods, numerical analysis is more valuable than the laboratory analysis. Because it saves time and costs and facilitate the parametric analysis. Therefore, in this paper, the validation of the wall, in both unreinforced and reinforced by GFRP strips in tension side of the wall, in ABAQUS under explicit dynamical analysis, is verified. Then 5 walls with different types of arrangements of FRP strips, 4 walls with different mortar Coefficients have been modeled. At the end, the results showed that, by using GFRP strips as a reinforcing method; resistance, ductility and energy dissipation, increased to 3.5, 1.5 and 20 times than the unreinforced wall. Also for an equal volume of FRP, increasing the width, improves the behavior about 10 % compared to increasing the thickness of FRP.

کلیدواژه‌ها [English]

  • masonry wall
  • strengthening
  • Numerical investigation
  • FRP
  • Micro modeling