مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

ارزیابی آزمایشگاهی عملکرد لرزه‌ای اتصالات تیر به ستون چهارشاخه بتن مسلح پیش‌آسیب‌دیده مقاوم‌سازی‌شده با CFRP تحت بارگذاری چرخه‌ای

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه عمران، دانشگاه علم و فرهنگ، تهران، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه علم و فرهنگ، تهران، ایران
10.22065/jsce.2026.593581.4084
چکیده
اتصالات تیر به ستون از اجزای حیاتی سازه‌های بتن مسلح تحت بارگذاری لرزه‌ای هستند. بسیاری از ساختمان‌های موجود به دلیل جزئیات ناکافی و آرماتورگذاری ضعیف آسیب‌پذیر می‌باشند. این پژوهش به بررسی مقاوم‌سازی لرزه‌ای اتصالات تیر به ستون چهارشاخه پیش‌آسیب‌دیده با استفاده از پلیمرهای مسلح به الیاف کربن (CFRP) می‌پردازد. یک نمونه تحت بارگذاری چرخه‌ای تا گسیختگی برشی ترد کامل در دریفت %4.1 آزمایش شد (حالت شاهد، T). سپس همین نمونه با ورق‌های CFRP روی وجوه تیر و ستون و یک لایه دورپیچ پیوسته CFRP به طول 50 سانتی‌متر در هر طرف وجه اتصال مقاوم‌سازی و تحت همان پروتکل مجدداً آزمایش شد (حالت مقاوم‌سازی‌شده، TR). آزمایش شبه‌استاتیک چرخه‌ای برای ارزیابی ظرفیت باربری، سختی، استهلاک انرژی و مدهای خرابی انجام شد. نتایج نشان داد ظرفیت باربری حداکثر %9.2 افزایش یافت. جابجایی نهایی از 95.3 به 85.5 میلی‌متر رسید؛ یعنی افزایشی در دامنه تغییرشکل مشاهده نشد. استهلاک کل انرژی %44 افزایش یافت و رفتار پینچینگ کاهش یافت. مقاوم‌سازی با CFRP، مکانیزم خرابی را از برشی ترد به خمشی شکل‌پذیر تغییر داد. نمونه مقاوم‌سازی‌شده تا دریفت % 3.7 بدون افت شدید مقاومت عملکرد نشان داد. این یافته‌ها نشان می‌دهد ترکیب ورق و پیچش CFRP عملکرد لرزه‌ای اتصالات آسیب‌دیده را به‌طور مؤثر بهبود می‌بخشد؛ با این حال، از آنجا که نتایج بر پایه آزمایش یک نمونه استوار است، تعمیم قطعی آن‌ها به سایر پیکربندی‌های اتصال نیازمند مطالعات تکمیلی است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental Evaluation of Seismic Performance of Pre-Damaged CFRP-Retrofitted Reinforced Concrete Four-Way Beam-Column Joints Under Cyclic Loading

نویسندگان English

Ahmad Parastesh 1
Alireza Aghababaie Mobarakeh 2
Soheil Palizi 2
1 Ph.D. Candidate, Department of Civil Engineering, University of Science and Culture, Tehran, Iran
2 Assistant Professor,, Department of Civil Engineering, University of Science and Culture, Tehran, Iran
چکیده English

Beam-column joints are critical components of reinforced concrete structures under seismic loading. Many existing buildings are vulnerable due to inadequate detailing and poor reinforcement. This study investigates the seismic retrofitting of pre-damaged four-way beam-column joints using carbon fiber-reinforced polymers (CFRP). A single specimen was tested under cyclic loading until complete brittle shear failure at 4.1% drift (control condition, T). The same specimen was then repaired with CFRP sheets on beam and column faces and a continuous CFRP wrap extending 50 cm along the beam on each side of the joint, and retested under the same protocol (retrofitted condition, TR). Quasi-static cyclic testing was conducted to evaluate load-bearing capacity, stiffness, energy dissipation, and failure modes. Results showed that maximum load-bearing capacity increased by 9.2%. The maximum applied displacement changed from 95.3 mm to 85.5 mm, i.e. no increase was observed. Total energy dissipation increased by 44%, and pinching behavior was reduced. CFRP retrofitting shifted the failure mechanism from brittle shear to ductile flexural. The retrofitted specimen performed up to 3.7% drift without severe strength degradation. These findings demonstrate that the combination of CFRP sheets and wraps effectively improve the seismic performance of damaged joints; however, as the results are based on testing a single specimen, broader generalization to other joint configurations requires further study.

کلیدواژه‌ها English

beam-column joint
seismic retrofitting
CFRP
Ductility
cyclic loading
damaged joint

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 06 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 04 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 25 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 06 شهریور 1405