بررسی آزمایشگاهی مشارکت آرماتورهای فولادی در عملکرد چرخه‌ای یک دیوار برشی بتنی مسلح خمیده

در این مطالعه، مشارکت آرماتورهای فولادی یک دیوار برشی بتنی خمیده تحت بارگذاری جانبی چرخه‌ای و در غیاب بار محوری ارزیابی می‌شود. ابتدا، یک نمونه آزمایشگاهی با مقیاس یک‌سوم طراحی و ساخته شد و تحت بارگذاری جانبی تا جابه‌جایی نسبی هدف دو درصد قرار گرفت. فرایند ساخت و ابزار دقیق نمونه در آزمایشگاه دینامیک سازه کف قوی دانشگاه صنعتی شریف انجام شد. به‌منظور تعیین میزان مشارکت آرماتورهای فولادی در عملکرد چرخه‌ای دیوار برشی خمیده، در مجموع، از 32 کرنش‌سنج استفاده شد که 14 کرنش‌سنج بر روی آرماتورهای طولی و 18 کرنش‌سنج بر روی آرماتورهای عرضی تعبیه شد. با توجه به اعمال بار به مرکز سطح مقطع دیوار خمیده و خروج از مرکزیت راستای بارگذاری با مرکز برش، مقطع در معرض اعوجاج پیچشی قرار گرفت و منجر به تغییرشکل و تنش‌های محوری مازاد بر لنگر خمشی شده و آرماتورهای طولی را، خصوصاً در نواحی مرزی دیوار، در معرض افزایش تنش و تسلیم-شدگی قرار داد. مقادیر ثبت‌شده از کرنش‌سنج‌ها نشانگر مشارکت بیشتر آرماتورهای طولی در قیاس با آرماتورهای عرضی بوده و درصد عمده آرماتورهای طولی، خصوصاً در نواحی پای دیوار و نزدیک به فصل مشترک پی و دیوار، تسلیم شده و شروع آن در جابه‌جایی جانبی نسبی 0.54 درصد و بار متناظر 90.86 کیلونیوتن رخ داده است. تا پیش از رسیدن دیوار برشی خمیده به جابه‌جایی جانبی هدف، شواهدی دال بر تسلیم‌شدگی آرماتورهای عرضی مشاهده نشد. با توجه به نسبت ابعادی 1.3 و کوتاه بودن دیوار، این نتیجه‌گیری با مشارکت آرماتورها در دیوارهای مستطیلی و غیرمستطیلی بالدار مطابقت داشت. همچنین، میانگین بیشینه مقادیر تنش آرماتورهای طولی در نیمه میانی مقطع و در تراز میانی و فوقانی ارتفاع دیوار به ترتیب 98 و 41 درصد تنش تسلیم آرماتورها بوده و برای آرماتورهای عرضی، به ترتیب در ترازهای پایه، میانی، و فوقانی به ترتیب 85، 66، و 48 درصد تنش تسلیم آرماتورها اندازه‌گیری شد.

contribution of reinforcing bars on the cyclic performance of a curved rc shear wall: an experimental survey

this paper presents the findings of an state-of-the-art experimental testing program aiming to assess how the longitudinal and transverse reinforcements do contribute on the cyclic response of a curved reinforced concrete shear wall (crcsw). to fulfill the research objectives, a one-third scale specimen is designed and fabricated, which has been equipped with a large number of strain gauges. in total, 32 strain gauges are attached to the longitudinal and transverse reinforcing bars. the loading is applied within the eight phases up to the target displacement, and the maximum experienced strain values are then captured. afterward, the peak strain values are plotted against the drift values to thoroughly track the strain profile of the specimen. a general decreasing trend is observed for the strain values along the height of the crcsw. the onset of longitudinal rebar yielding was at drift ratio of 0.54% and bearing capacity of 90.86 kn. in addition, the contribution of the longitudinal reinforcements is more significant than those of transverse reinforcements. due to the shear span ratio of 1.3 for the crcsw, this observation is compatible with the contribution of reinforcing bars in squat rcsw. moreover, owing to the eccentricity of the lateral loading with respect to the shear center of the section, a warping torsion is introduced, which magnifies the axial stress and strain values, especially at the vicinity of the wall tips, and in turn, it can expedite the yielding occurrence of the longitudinal reinforcing bars. furthermore, the average maximum induced stress within the mid-portion of the wall’s cross-section ranged between 41% to 98% of the reinforcement’s yielding stress from the top to mid-height of the wall. for the transverse reinforcements, the mentioned values are respectively 48, 66, and 85% of the yielding stress across the base, middle, and top levels of the wall height.