SUPERVISOR
Mohammad reza Eftekhar
محمدرضا افتخار (استاد راهنما)
STUDENT
Sayed mohammad sadegh Afzali borojeni
سیدمحمدصادق افضلی بروجنی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
TITLE
Effective Parameters in Holing Method on the Strength and Ductility of Reinforced Masonry Walls by GFRP Sheets
Regarding the extensive use of masonry materials and also the historical constructions in the country, reinforcing masonry structures seems to be essential. There are different methods in reinforcing masonry structures. In addition to elongation of executions, using traditional methods are difficult to be executed, causing stoppage of uses during the reinforcements. On the other hand, traditional techniques usually add a great mass to the structures, leading to increasing the vibrating forces exposed to the structures. In order to reinforcing masonry walls as the main members of masonry structures that undertake the tolerability of gravitational and lateral loads on the structures, FRP composite materials are used in this research for reinforcing the masonry structures. The common method of reinforcing masonry walls by FRP sheets is preparation of the surfaces and installing the sheets on them (EBR method). The main disadvantages of EBR method are sudden separation of the sheets on the wall surfaces (brittle failure), as well as environmental pollution. In addition to using holing method as the friendly technique for the environment, replacing the surface preparation, the effect of different parameters of the holing method on the bearing capacity and ductility of reinforced masonry walls is dealt in this study. Thus, the effects of the arrangement of holes in the central positions of the sheet and the ends of the reinforcing sheet and also the effects of using external anchores such as fan anchore or mechanical anchore in controlling the sheet separation are analyzed in this research. To obtain the research aims, 16 masonry walls with 100×900×900mm dimensions were built in the laboratory. The samples went under diagonal pressures after the reinforcements. The results show that changing the position of the holes in holing method from the central region to the ends of the reinforcing sheets lead to better ductility of the masonry walls, in addition to slowing down the rate of increasing the loading. Also, using external anchores, such as fan anchore and mechanical anchore provide proper effects on the ductility and especially in increasing the loading capacity to the control samples. In this study, using external anchores has increased the bearing capacity and ductility by 14% and 46%, respectively on average, relative to the surface preparation method. Regarding the limitation of holing method and using external anchores in promoting the ductility of masonry walls, grooving method and placing steel bars in the grooves were used for obtaining appropriate ductility (NSM method). Primary tests on the samples show that NSM method prevents cracking by the compressed diagonal by distributing diagonal cracks on the surface of the building panels, changing the discrete mode to the breaks on the walls pressurized pitches. Changing the failure mode in this situation improves the bearing capacity and ductility of the reinforced samples as compared to the control samples, by 110% and 240%, respectively. Key words : masonry wall, FRP composite, holing method, EBR method, NSM method, mechanical anchore, fan anchore, ductility
با توجه به گستردگی استفاده از مصالح بنایی و همچنین وجود آثار تاریخی در کشور, مقاوم سازی سازههای بنایی امری ضروری به نظر میرسد. روشهای مختلفی به منظور تقویت سازههای بنایی وجود دارد. به کارگیری روشهای سنتی در مقاوم سازی ضمن تطویل زمان اجرا, صعوبت اجرا را به همراه داشته و باعث توقف بهرهبرداری از سازه در حین تقویت میشوند. از سوی دیگر روشهای سنتی, معمولاً جرم زیادی به سازه اضافه خواهد کرد که خود باعث افزایش نیروی لرزهای وارد به سازه میگردد. در این تحقیق به منظور تقویت دیوارهای بنایی, به عنوان اصلیترین عضو در سازههای بنایی که تحمل بارهای ثقلی و جانبی وارد بر سازه را بر عهده دارند, از کامپوزیتهای FR در مقاوم سازی سازههای بنایی استفاده شده است. از روشهای متداول در تقویت دیوارهای بنایی با استفاده از نوارهای FRP, آماده سازی سطح و نصب ورق بر روی سطح آماده شده است (روش EBR). از معایب عمدهی روش EBR, جداشدن نابهنگام ورق از سطح دیوار (گسیختگی ترد) و آلودگی فراوان زیست محیطی است. در این تحقیق ضمن استفاده از روش سوراخزنی به عنوان یک روش دوستدار محیط زیست و جایگزین آماده سازی سطحی, به تأثیر پارامترهای مختلف روش سوراخ زنی بر ظرفیت باربری و شکل پذیری دیوارهای تقویت شده بنایی پرداخته شده است. در این رابطه به بررسی تأثیر آرایش سوراخها در دو موقعیت مرکزی نوار و نواحی انتهای ورق تقویتی و همچنین اثرات استفاده از مهارهای خارجی نظیر مهار بادبزنی یا مهار مکانیکی در کنترل جداشدگی ورق پرداخته شده است. به منظور دستیابی به اهداف تحقیق 16 دیوار بنایی با ابعاد 900×900×100 میلیمتر, در آزمایشگاه ساخته شد. این نمونهها پس از تقویت به روشهای مورد نظر تحت آزمایش فشار قطری قرار داده شدند. نتایج به دست آمده نشان میدهد تغییر موقعیت تجمع سوراخها در روش سوراخ زنی, از ناحیهی مرکزی تقویت به دو انتهای ورق تقویتی, ضمن کند کردن نرخ افزایش باربری, به شکل پذیری بیشتر پانلهای بنایی منجر میشود. همچنین استفاده از مهارهای خارجی نظیر مهار بادبزنی و مهار مکانیکی, تأثیرات مطلوبی را در شکل پذیری و به خصوص در افزایش ظرفیت باربری نسبت به نمونههای شاهد فراهم میآورد. در این تحقیق استفاده از مهارهای خارجی به طور متوسط, ظرفیت باربری و شکل پذیری را به ترتیب 14 و 46 درصد نسبت به روش آماده سازی سطحی افزایش داده است. با توجه به محدودیت روشهای سوراخ زنی و استفاده از مهارهای خارجی در ارتقاء شکل پذیری دیوارهای بنایی, در این تحقیق از روش شیارزنی (روش NSM ) و جایگذاری میلگردهای فولادی در داخل شیار نیز برای حصول شکل پذیری مطلوبتر استفاده گردید. آزمایشات مقدماتی انجام شده بر روی این نمونهها نشان میدهد که روش NSM, با توزیع ترک های قطری در سطح پانل بنایی, از باز شدگی ترک غالب در قطر فشاری ممانعت کرده و مود گسیختگی را به شکست در پنجهی فشاری دیوار تغییر میدهد. تغییر مود شکست در این حالت, ظرفیت باربری و شکل پذیری نمونههای تقویتی را نسبت به نمونههای شاهد به ترتیب 110 و 240 درصد بهبود میبخشد. واژههای کلیدی: دیوار بنایی, کامپوزیت FRP, روش سوراخ زنی, روش EBR, روش NSM, مهار مکانیکی, مهار بادبزنی, شاخص شکل پذیری