مقایسه روش‌های مدل‌‌سازی میان‌‌قاب‌‌های مصالح‌ بنایی با رویکرد تأثیر اندرکنش رفتار درون صفحه بر رفتار برون صفحه میان‌‌قاب‌‌ها

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

در نظرگرفتن اندرکنش قاب و میان‌‌‌قاب یکی از چالش‌‌های مهم در زمینه‌ی تحقیقات مهندسی سازه می‌‌باشد. مشاهده آسیب‌‌های زلزله‌‌های گذشته نشان می‌دهد که، آسیب دیدگی و خسارت میان‌قاب‌ها در داخل صفحه و کاهش سطح تماس میان‌قاب و قاب پیرامونی منجر به افزایش آسیب پذیری در خارج‌ از صفحه میان‌قاب می‌شود. تجربیات زلزله‌های گذشته نشان می‌دهد که اگر میان‌قاب‌ها به درستی توسط قاب پیرامونی مهار شوند، ظرفیت قابل ملاحظه‌ای، به لحاظ نیرویی و تغییرشکلی در برابر تقاضاهای خارج از صفحه میان‌قاب را دارا می‌باشند. پیش‌بینی اند‌رکنش و تأثیر رفتار داخل صفحه میان‌قاب، برروی رفتار خارج از صفحه میان‌قاب‌ها، یکی از موضوعات جدید، در زمینه‌ی ارزیابی رفتار لرزه‌ای میان‌قاب‌های بنایی می‌باشد. در این مقاله ضمن بررسی روش‌های مدل‌سازی رفتار میان‌قاب‌ها در خارج از صفحه، مدل‌های رفتاری و ظرفیتی مختلف در برآورد پاسخ خارج از صفحه میانقاب‌ها مقایسه شده‌اند. همچنین، مدل‌هایی که تأثیرخسارت داخل ‌صفحه میان‌قاب را، برروی ظرفیت خارج از صفحه میان‌قاب در نظر می‌گیرند، نیز مورد بررسی قرار گرفته است. مروری بر مدل‌های مختلف در برآورد ظرفیت خارج از صفحه میان‌قاب‌های بنایی نشان می‌دهد، که اندرکنش رفتار داخل صفحه و خارج از صفحه میان‌قاب، تأثیر قابل ملاحظه‌ای در کاهش ظرفیت خارج از صفحه میان‌قاب دارد. مدل ارائه شده در نشریه 360 برای ظرفیت خارج از صفحه میان‌قاب‌های بنایی به دلیل عدم در نظر گرفتن اندرکنش رفتار داخل و خارج از صفحه میان‌قاب، نتایج محافظه کارانه‌ای دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of Analytical Methods for Modelling Masonary Infill by Considering In-Plane and Out-of-Plane Interaction

نویسندگان [English]

  • Delaram Ostad 1
  • Jalil Shafaei 2
1 Shahrood university of technology
2 Assistant Professor, Shahrood University Of Technology
چکیده [English]

Masonry infilled reinforced concrete frame buildings built prior to the introduction of modern seismic provisions have been observed to undergo damage in and around the masonry infill walls during most recent moderate to severe earthquakes. Considering interaction between masonary infill and frame is one of the challenges in the field of engineering research. Observation of past earthquake indicates that in the pre-damaged infill wall in the in-plane mode, the probability of out-of-plane failure of infill walls will increase. However various studies have shown that if the infill wall correctly restrained by the frame, there is a significant capacity, in terms of force and displacement against the out-of-plane demands. The prediction of interaction and effect of in-plane behavior on the out-of-plane beahaviour of infill, is one of the new issues in the field of seismic evaluation of masonary infills. This paper present comparative parametric review of the strength and displacement capacity models that predict the infills out-of-plane responses. Also, models that consider influence of in-plane damage on the out-of-plane capacity, it has also been investigated. The parametric comparison of different models in the capacity estimation of masonary infills in out-of-plane mode is shown that interaction of in-plane and out-of-plane beahviour of infills has a significant effect on capacity reduction of infills in out-of-plane mode and the model presented in FEMA360 for out-of-plane capacity of infills has a conservative results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Infilled frames
  • In-plane
  • Out-of-plane
  • Arching action
  • Seismic response
[1] Fiore, A., Netti, A. and Monaco, P. (2012). The influence of masonry infill on the seismic behaviour of RC frame buildings. Engineering structures, 44, 133-145.
[2] Papia, M., Cavaleri, L. and Fossetti, M .(2003). Infilled frames: developments in the evaluation of the stiffening effect of infills. Structural engineering and mechanics, 16(6) , 675-694.
[3] Fiore, A., Spagnoletti, G. and Greco, R. (2016) On the prediction of shear brittle collapse mechanisms due to the infill-frame interaction in RC buildings under pushover analysis. Engineering Structures, 121, 147-159.
[4] Fiore, A., Porco, F., Raffaele, D. and Uva, G. (2012) .About the influence of the infill panels over the collapse mechanisms actived under pushover analyses: two case studies. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 39, 11-22.
[5] Asteris, P., Cavaleri, L., Di Trapani, F. and Tsaris, A. (2017). Numerical modelling of out-of-plane response of infilled frames: State of the art and future challenges for the equivalent strut macromodels. Engineering Structures, 132, 110-122.
[6] Dizhur, D., Walsh, K., Giongo, I., Derakhshan, H. and Ingham, J. (2018) Out-of-plane proof testing of masonry infill walls. Elsevier, City,(15), 244-258.
[7] Walsh, K., Dizhur, D., Giongo, I., Derakhshan, H. and Ingham, J. (2018) Predicted versus experimental out-of-plane force-displacement behaviour of unreinforced masonry walls. Elsevier, City, 15 , 292-306.
[8] Palieraki, V., Zeris, C., Vintzileou, E. and Adami, C.-E.(2018). In-plane and out-of plane response of currently constructed masonry infills. Engineering Structures, 177, 103-116.
[9] Hak, S., Morandi, P. and Magenes, G. (2014). Out-of-plane experimental response of strong masonry infills.
[10] Timoshenko, S. P. and Woinowsky-Krieger, S. (1959)Theory of plates and shells. McGraw-hill.
[11] Hendry, A. W. (1973). The lateral strength of unreinforced brickwork. The Structural Engineer, 51(2) , 43-50.
[12] Hendry, A. and Kheir, A. (1976). The lateral strength of certain brickwork panels.
[13] Haseltine, B., West, H. and Tutt, J. (1977). DESIGN OF WALLS TO RESIST LATERAL LOADS. STRUCTURAL ENGINEER, 55(10) , 422-430.
[14] Haseltine, B. A., West, H. and Tutt, J. (1978) .Design of laterally loaded wall panels: II.
[15] Drysdale, R. G. and Essawy, A. S. (1988). Out-of-plane bending of concrete block walls. Journal of Structural Engineering, 114(1), 121-133.
[16] McDowell, E., McKee, K. and Sevin, E. (1956). Arching action theory of masonry walls. Journal of the Structural Division, 82 (2), 1-8.
[17] Cohen, E. and Laing, E. (1956). Discussion to ‘Arching action theory of masonry walls. Journal of Structural Division, ASCE, 82(5) , 1067-1028.
[18] EG, T. (1953). The strength of brickwork. Struct Eng, 31(Part 32):35–41.
[19] Lefter, J. 1974.Reinforcing existing buildings to resist earthquake forces. University of Maryland,
[20] Dawe, J. and Seah, C. (1989). Out-of-plane resistance of concrete masonry infilled panels. Canadian Journal of Civil Engineering, 16(6), 854-864.
[21] Angel, R., Abrams, D. P., Shapiro, D., Uzarski, J. and Webster, M. (1994) . Behavior of reinforced concrete frames with masonry infills. University of Illinois Engineering Experiment Station. College of …,
[22] Council, B. S. S. FEMA 356-Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings. Washington DC: Federal Emergency Management Agency (2000).
[23] orgnization, M. a. p. Journal No.360 (1392).
[24] Bashandy, T., Rubiano, N. R. and Klingner, R. E. (1991) .Evaluation and analytical verification of infilled frame test data. Phil M. Ferguson Structural Engineering Laboratory, University of Texas at ….
[25] Klingner, R., Rubiano, N., Bashandy, T. and Sweeney, S. (1996) . Evaluation and analytical verification of shaking table data from infilled frames. Part 2: Out-of-plane behavior. The Masonry Society, Longmont, CO, City.
[26] Eremin, A., Cohen, E. and Laing, E. (1956). Discussion of “Arching Action Theory of Masonry Walls,”. Journal of the Structural Division, 27-40.
[27] Flanagan, R. D. and Bennett, R. M. (1999). Arching of masonry infilled frames: Comparison of analytical methods. Practice Periodical on Structural Design and Construction, 4(3), 105-110.
[28] Komaraneni, S., Rai, D. C. and Singhal, V. (2011). Seismic behavior of framed masonry panels with prior damage when subjected to out-of-plane loading. Earthquake Spectra, 27(4), 1077-1103.
[29] Hashemi, A. and Mosalam, K. M. (2006). Shake‐table experiment on reinforced concrete structure containing masonry infill wall. Earthquake engineering & structural dynamics, 35(14) , 1827-1852.
[30] Hashemi, S. A. (2007) .Seismic evaluation of reinforced concrete buildings including effects of masonry infill walls. University of California, Berkeley.