Skip to main content
SUPERVISOR
Farhad Behnamfar,Morteza Madhkhan
فرهاد بهنام فر (استاد مشاور) مرتضی مدح خوان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Abbasiyan tayeb
مریم عباسیان طائب

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Numerical Study of Nonlinear Behavior of Concrete Precast Shear Walls
Nowadays, with growing population and the need of rapid methods for construction, using precast concrete structures is attended. Also, these structures have better quality in comparison with in-site ones. Past earthquakes have shown high damages applied to the precast concrete structures have been occurred in their connections. So the seismic behavior of a precast concrete structure depends significantly on the behavior of connections between the precast segments. Despite of the advantages of precasting, using precast concrete shear wall is limited in low seismic regions due to the lack of knowledge about this type of construction performance under seismic loading conditions. Therefore, the use of precast concrete shear walls needs further studies on seismic behavior of their connections. Due to the high cost of experimental studies, using comprehensive and efficient numerical methods that could predict the seismic behavior of this type of structures can be very effective. In this research, the seismic behavior of precast concrete shear walls were investigated and their performance were compared with similar in-site ones. For this purpose, the non-linear finite element analysis with ABAQUS software was used for modeling. In the beginning, several concrete shear walls with 4, 6 and 8 floors with two methods, uniform and tension compression (with and without boundary elements), were designed. These walls were modeled by ABAQUS software with both monolithic and precast ways and placed under lateral load. Precast walls panel was connected with two most common connector types in prefabricating industry, plate and sleeve connectors. The results of modeling and numerical analysis showed that ultimate strength in precast walls is very close to monolithic walls and difference between them is low. The maximum difference between the strength of precast and monolithic walls, with and without boundary elements, is 7 and 16 percent respectively. Precast walls show less ductility in comparison monolithic walls. Maximum differences of ductility between precast walls compared with monolithic walls are respectively 54 and 42 percent. Moreover results have shown the vertical connections in walls with boundary elements were more effective than the horizontal connections. Therefore, further strengthening of vertical connections can be effective in improving the performance of precaste concrete shear walls with boundary element. Also the sleeve connector showed better behavior in comparison with plate connector. Key Words Precast concrete shear wall, precast connections, seismic behavior, strength, ductility
امروزه با توجه به رشد روزافزون جمعیت و نیاز به روش‌های سریع ساخت و ساز، استفاده از سازه‌های بتنی پیش‌ساخته مورد توجه قرار دارد. این سازه‌ها ضمن سرعت بالای اجرا، کیفیت بهتری نسبت به سازه‌های بتنی درجاریز دارند. با وجود مزایای فراوان سیستم‌های پیش‌ساخته مشکلاتی نیز بر سر راه استفاده گسترده از این سازه‌ها وجود دارد. یکی از این مشکلات عملکرد ضعیف اتصالات سازه‌های پیش‌ساخته در مواجه با بارهای لرزه‌ای است. به طوری که ویرانی بسیاری از سازه‌های پیش‌ساخته در هنگام وقوع زلزله ناشی از شکست ایجاد شده در ناحیه اتصال بین اعضای پیش‌ساخته بوده ‌است. استفاده از سیستم دیوار برشی بتنی پیش‌ساخته در ساختمان‌ها با وجود داشتن مزیت‌های پیش‌ساختگی، بدلیل کمبود ضوابط آیین‌نامه‌ای پیرامون طراحی لرزه‌ای اتصالات در آن‌ها با محدودیت‌هایی همراه است. بنابراین برای توسعه استفاده از دیوار‌های برشی بتنی پیش‌ساخته، بررسی‌های بیشتری در مورد رفتار لرزه‌ای اتصالات آن‌ها مورد نیاز است. در این میان با توجه به هزینه‌ بالای مطالعات آزمایشگاهی، استفاده از روش عددی جامع و کارا که امکان پیش‌بینی رفتار لرزه‌ای این نوع از سازه‌ها را فراهم می‌کند، می‌تواند بسیار مؤثر واقع شود. هدف از انجام این پایان‌نامه، بررسی رفتار لرزه‌ای دیوارهای برشی بتنی پیش‌ساخته و مقایسه عملکرد آن‌ها با دیوارهای یکپارچه مشابه است. برای این منظور، از روش اجزا محدود و تحلیل غیر خطی با استفاده از مدلسازی در نرم‌افزار ABAQUS استفاده می‌گردد. برای همین ابتدا چندین دیوار برشی بتنی با تعداد طبقات 4، 6 و 8 طبقه به دو روش یکنواخت و کشش- فشار (با و بدون اجزای لبه‌) طراحی شده، سپس در نرم‌افزار به دو صورت یکپارچه و پیش‌ساخته مدلسازی شده و تحت بار جانبی قرار گرفتند. برای اتصال پانل‌های دیوار پیش‌ساخته از دو نوع اتصال رایج در صنعت پیش‌ساختگی، اتصال اسلیو و پلیت استفاده شد. در ادامه، مقایسه‌ای از نظر میزان مقاومت، شکل‌پذیری، جذب انرژی و الگوی ترک‌خوردگی بین دیوارهای مشابه در دو حالت یکپارچه و پیش‌ساخته تحت بارگذاری لرزه‌ای صورت گرفت. نتایج مدلسازی‌ و تحلیل عددی نشان داد در دیوارهای پیش‌ساخته با اجزا لبه، مقاومت نهایی با اختلاف حداکثر 7 درصد بسیار نزدیک به نتایج مقاومت نهایی دیوارهای یکپارچه می‌باشد، در صورتیکه در دیوارهای بدون اجزای لبه این اختلاف حداکثر به 16 درصد می‌رسد. دیوارهای پیش‌ساخته در مقایسه با دیوارهای یکپارچه شکل‌پذیری کمتری نشان دادند. حداکثر اختلاف شکل‌پذیری دیوارهای پیش‌ساخته در مقایسه با دیوارهای یکپارچه با و بدون اجزا لبه بترتیب 6/53 و 3/42 می‌باشد. علاوه بر این نتایج حاکی از آن می‌باشد که اتصالات قائم در رفتار دیوارهای پیش‌ساخته با اجزای لبه نسبت به اتصالات افقی تاثیرگذارتر می‌باشند. لذا تقویت بیشتر این اتصالات می‌تواند تاثیر بسزایی در بهبود عملکرد دیوارهای پیش‌ساخته با اجزای لبه داشته باشد. همچنین بست اسلیو برای اتصال پانل‌ها در مقایسه با اتصال پلیت عملکرد بهتری نشان می‌دهد. کلمات کلیدی: دیوارهای پیش‌ساخته بتنی، اتصالات پیش‌ساخته، رفتار لرزه‌ای ، مقاومت، شکل‌پذیری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی