أداء المباني ذات الهياكل الخرسانية المسلحة تحت تأثير أحمال الزلازل
Performance of RC Frame Building Under Earthquake Loading
- الباحث
- شيرين عبد المجيد عبد الله
- المشرف
- محمد جعفر حمود - محمد احمد عليوي
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2021
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Seismic performance;RC frame buildings;Earthquake loading;Pushover analysis
الملخص
تصميم الابنية بناءا على مواصفات ومحددات كود الزلازل يوفر قابلية لمقاومة تأثير الزلازل وحماية المنشأ من الانهيار. في العراق, وقد لوحظ في الفترة الماضية زيادة في النشاط الزلزالي كون معظم AGNI القائمة غير مصصمة لهذا الغرض وخاصة المباني القديمة لذلك يمكن ان تعاني هذه الابنية من اضرار عالية او انهيار وربما حتى خسارة في الارواح. من اجل دراسة هذه المشكلة والوقوف على حلولها فقد تم اختيار بناية تم اختبارها عمليا وتعتبر نموذج للمباني في ثمانينيات القرن الماضي. صممت هذه البناية طبقا للكود الاوربي Euro code8) ) والكود البرطاني( 8110 Cus (1983 code BSI في هذا التصميم لم تؤخذ تأثير الاحمال الزلزالية في نظر الاعتبار. وتم اختيار برنامج 6.19 Abaqus من Jal القيام بعملية تحليل العناصر المحدودة. وللتحقق نظريا من كون النموذج المختار قادر على القيام بعملية التحليل المطلوبة لمحاكاة نموذج كامل من مبنى من الخرسانة المسلحةءفقد تم اختباره مسبقأ في مختبر (ELSA) facility of the Joint Research في مدينة اسبرا/ ايطاليا تحت تأثير pseudo-dynamic methods باستخدام هزة مونتينغرو في عام 1979. حيث وجد ان البرنامج قادرعلى القيام بعملية تحليل النموذج بصورة جيدة وبدقة. حيث وجدت نسبة الاختلاف بين النتائج العملية والنظرية اقل من 04/. بعد ذلك, تم استخدام النموذج alll بعملية تحليل عدة حالات من التقوية ولكن بتغيير نوع الهزة الارضية , الحالة الاولى كون المبنى بدون اي اضافة وسميت بالحالة المرجعية ). ويمكن تلخيص الحالات الأخرى في إضافة جدارالملئ المسلح، لوحة من الصلب بثلاثة اسماك )567610( ملمء فتحات في لوحة الصلب؛ ونظام تقوية، CFRP لأعمدة الطابق الأرضي بارتفاعين )163( مء سترة الصلب مفتوحة وكاملة لأعمدة الطابق الأرضيء نظام قاعدة Aly jae وأنواع مختلفة من تأثير ألواح، وأخيراء إضافة طابق جديد إلى الهيكل بعد استخدام هذة الطرق لتقوية المنشأ, فقد تم استنتاج انه افضل طريقة هي اضافة جدارالملئ المسلح. وعندما تم استخدام طريقة لوحة من الصلب وجدت انها تعطي نتائج مرضية وقريبة من الطريقة السابقة ولكن عند زيادة سمك الجدار من 5 الى 7 و 10 وجدت ان نتائج تقريبأ بحدود %3 من كلا الاتجاهين وهي فرقات قليلة جدا قياسأ بالتغيير الحاصل. تم تجربة عمل فتحات في لوحة من الصلب ربما تكون هذه الفتحات من اجل نافذة او باب سببت هذه الفتحات زيادة في الازاحة العليا بمقدار يصل الى 905.15 قياسا في نفس الجدار بدون فتحات. ولكن عند زيادة ابعاد هذة الفتحات بمقدار الضعف تزاداد الازاحة العليا بمقدار 915 وعن الثلاث اضعاف بمقدار يصل الى %22 عند استخدام Steel bracing وجد ان استخدام X bracing مقارنة ب diagonal bracing يسبب نقصان في الزاحة العليا و الانجراف بمقدار يصل الى 9031.58 في بعص الحالات. عن استخدام أرتفاع 1 متر من CFRP بطبقة واحدة وجد ان تأثيرها ينحصر في الطابق التي اضيفت له وحتى عند زيادة الارتفاع الى 3 متر لم يحصل اي تغيير ملحوظ. عند استخدام السترات الصلب المستمرة وذات الفتحات ، سجلت النتائج انخفاض طفيف في النزوح والانجراف في أعلى طابق وقد بينت هناك تحسن كبير في الطابق الموضوع فيه (الطابق الارضي) مع الحد من النزوح بنسبة حوالي 93/ في كل من الاتجاهات K مقارنة مع نظام المرجع. عند استخدام قاعدة معزولة، النزوح الجانبي للطابق العلوي انخفض بنسبة ( 15.84و38.92) % في كلا الاتجاهين K مقارنة مع حالة التحكم. وعند استخدام أنواع مختلفة من السقوف (اتجاه واحد، واتجاهين وطبقة ،(lily أظهرت النتائج أن لوح وافل يدعم Gall ويساهم في الحد من النزوح الجانبي أكثر مقارنة بأنواع أخرى من ألواح. cl dls عند إضافة طابق، يزيد الحد الأقصى للنزوح الجانبي للطابق الرابع بنسبة (29.05 و 54.38) م9 في كلا الاتجاهين X- مقارنة مع عدم الأضافة.
Abstract
Building design according to the specifications of the seismic codes, provides capabilities to resist earthquakes without collapsing. In Iraq, an increase has been observed in the past period in seismic activity; however, most of the existing buildings are not seismically designed especially old ones which can suffer serious damage and collapse, and a loss of life. To study this problem, an experimental test for a building that is considered as a model was selected in buildings in Greece in the early 1980s. It is a full-scale RC building that was tested at the European Laboratory for Structural Assessment (ELSA) facility in Ispra (Italy) named SERFIN Project (Seismic Retrofitting of RC Frames with RC Infilling), constructed in 2013 under pseudo‐ dynamic test using the Herceg‐Novi in the Montenegro 1979 earthquake. This building is designed according to the Eurocode8 and BSI 8110 (1983) code, which, in design did not take into account the seismic load. In this study, nonlinear finite element modeling of the multiy-storey RC building was studied by verification the results and developed the selected experimental model numerically. Several parameters were discussed for the development and strengthening of the RC building. To simulate and verify the SERFIN Project, Abaqus CAE 2019 software has been used. The results of the verification indicate that there is a good similarity and accuracy in the simulation of the building by less than 4%. This model was then used in many strengthening situations, but by one difference is the type of earthquake load, the first case, without any strengthening condition called (control system). The other cases can be summarized in adding RC infill wall, steel plate in three thickness (5,7,10) mm, opening in steel plate, bracing system, CFRP for ground floor columns in two levels (1,3) m, open and full Steel jacket for the ground floor columns, Base Isolated system, different types of slabs effect, and finally, adding new floor to the structure. The results show that, the infill RC walls are the best seismic strengthening method for existing buildings between all methods used in this study. When Steel plate shear walls used in strengthening, the results show higher resistance to earthquake load, but, the change in thicknesses from 5, 7, and 10 mm, the maximum top lateral displacement in positive and negative X directions decrease about approximately 2.0%. When Opening in steel plate shear walls is used, the maximum top lateral displacement in positive and negative X directions decrease about (5.16 and 1.46) % respectively for (0.5*0.5) mm opening comparing with the non-opening case, while by doubling the openings size the top lateral displacement increased by approximately (9.25 and 4.1) % respectively; however, when the size of the opening tripled the difference was between (17.98 and 25.35) % respectively. When Steel bracing is used, by using X bracing comparing with diagonal bracing, the maximum positive top lateral displacement and drift decreases (26.88% and 30.03%) while, the negative lateral displacement and drift decreases by (15.35and 31.58) % respectively. By adding (1 and 3) m high of CFRP for one layer along ground floor columns, the lateral displacement decreases only on the storey that has been added to. However, there is no noticeable effect between the use of 3 m and 1m high of CFRP strengthening. When using open and full steel jacketing even with a mild reduction in the top storey drift and displacement, there is a large improvement on the floor that use on, storey drift and displacement reduction approximately 90% in both X directions compared with the control system. When base-isolated used, the lateral displacement for top storey reduced by (15.84 and 38.92) % in both X directions compared with the control case. By using different types of slabs (one way, two ways and waffle slab), the results have shown that the waffle slab supports the facility and contributes to reducing lateral displacement more compared to other types of slabs. Finally, when adding a floor, the maximum fourth floor lateral displacement increases by (29.05-54.38) % in both X- directions compared with the no addition.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.