ارزیابی آزمایشگاهی رفتار چرخه‌ای دیوارپایه در دیوار برشی‌کوتاه با بازشو خارج از مرکز از پیش تعیین نشده (مطالعه موردی)

در این پژوهش به بررسی رفتار چرخه‌ای دیوارهای برشی کوتاه دارای بازشو خارج از مرکز و بازشو از پیش تعیین نشده در طراحی، تحت اعمال بار چرخه ای در بالاترین قسمت دیوار پرداخته شده است. با توجه به پیچیدگی رفتاری دیوارهای برشی کوتاه در انتقال تنش‌های وارده، از نمونه آزمایشگاهی با ابعاد به ترتیب ارتفاع، عرض و ضخامت 155، 160و 13 سانتی‌متر و همچنین ابعاد بازشو به ترتیب ارتفاع و عرض 100و 50 سانتی‌متر استفاده شده است. با ایجاد بازشو از پیش طراحی نشده در دیوار برشی، طول مهاری و همچنین ضوابط قطع و خم آرماتورها در اطراف بازشو ایجاد شده مطابق ضوابط آئین نامه‌ای رعایت نمی‌شود که از جمله مسائل مهم در طراحی لرزه‌ای المان‌های بتن‌آرمه می‌باشد. با ایجاد بازشو در دیوار، المان‌های جدیدی مانند دیوارپایه، تیررابط و دیوار پدید می‌آید که هرکدام تحت اثر اعمال بارجانبی چرخه‌ای،‌ رفتار و مکانیسم انهدام متفاوتی دارند. در تحقیق حاضر تمامی پارامترهای طراحی مانند منحنی هیسترزیس، میرایی معادل و منحنی انرژی مستهلک شده مربوط به دیوار مذکور مورد بررسی و پژوهش قرار می‌گیرد، همچنین الگوهای ترک خوردگی بخش‌های مختلف دیوار به بحث و چالش کشیده شده است. نتایج حاصل از آزمایش نشان می‌دهد که حضور بازشو دردیوارهای بتنی به میزان 21/85‌ % سطح دیوار با توجه به ایجاد المان‌های جدید، الگوی ترک خوردگی دیوار را تغییر می‌دهد و دیواربرشی در لحظه انهدام دارای یک مود شکست مشخص نیست. عدم تقارن در قرارگیری بازشو نیز، موجب تغییر در حداکثر ظرفیت باربری در فشار و کشش گردیده به طوری که حداکثر باربری جانبی رفت و برگشتی به ترتیب برابر با kn 189/649 و kn 195/5 برآورد شده است. عدم رعایت ضوابط خم و طول مهاری در لبه های بازشو ایجاد شده، باعث لغزش آرماتورها در این ناحیه و جدا شدگی زود هنگام بتن پس از ترک خوردگی در این نواحی است که افت مقاومت و سختی را در پی خواهد داشت.  

experimental assessment of seismic behavior of short shear walls with unplanned off-center opening (case study)

owing to their excellent stiffness, reinforced concrete shear walls, as lateral load-bearing elements, considerably reduce the structurechr(’39’)s seismic demand. structural walls are designer-favorite components for their excellent stiffness and rigidity under lateral loading. unlike steel chevron braces that buckle after a few loading cycles, shear walls retain stiffness and promote damping within the system by allowing cracks in the web plate. meanwhile, openings placed in the wall for architectural reasons or to give access between different parts or to run facilities can considerably affect the behavior of these structural elements by forming new elements in the wall, besides reducing the wall stiffness. the seismic behavior of each of these elements can affect the wall system and its behavior. these less investigated structural elements include base walls, the seismic regulations of which were first outlined in aci318-14. unique seismic regulations apply to these structural elements based on their aspect ratio. accordingly, certain seismic design considerations are required for these elements. the present study investigates the cyclic behavior of squat walls with eccentric non-predesigned openings at the top, under cyclic loading. given the complex behavior of squat walls in stress transfer, a 155-cm-tall, 160-cm-wide, and 13-cm-thick experimental model integrating a 50 cm by 100 cm opening was used. the non-predesigned opening in the shear wall results in inconsistencies with the development length and rebar bending and cutting regulations aro9und openings, all of which are important in designing reinforced concrete elements. the opening introduces new elements, including the base wall and the coupling beam, which exhibit different behavior and failure mechanism under cyclic lateral loading. the present study discusses experimental parameters, such as the hysteresis loop, equivalent damping, and the dissipated energy curve of the wall. further, cracking patterns in different parts of the wall are studied. experimental results showed that a concrete-wall opening that stretches across 21.85% of the wall area changes the wall cracking pattern by introducing new elements and the shear wall does not exhibit a specific failure mode upon collapse. asymmetry of the opening location also affects the maximum load-bearing capacity in compression and tension, as the peak load-bearing capacity was estimated at 189.645 kn under tension and 195.5 kn under compression. violating bending and development length requirements around opening edges resulted in rebar slip and concrete separation after cracking.