مصالح و سازه های بتنی

مصالح و سازه های بتنی

بررسی تأثیر بتن ضعیف بر فروریزش لرزه‌ای ساختمان‌های بتن مسلح با و بدون دیوار برشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده عمران، آب و محیط‌زیست ، دانشگاه شهید بهشتی ، تهران، ایران
2 دانشیار، دانشکده عمران، آب و محیط‌زیست ، دانشگاه شهید بهشتی ، تهران، ایران
3 استادیار، دانشکده عمران، آب و محیط‌زیست ، دانشگاه شهید بهشتی ، تهران، ایران
چکیده
فروریزش لرزه ای یکی از مهم‌ترین حالات گسیختگی در ساختمان‌های بتن‌ مسلح با قاب خمشی (RC-MRF) بویژه در ساختمانهای با کیفیت ساخت پایین و ضعف مقاومت فشاری بتن است. در این پژوهش، تأثیر افزودن حداقل دیوارهای برشی با هدف افزایش سختی جانبی و جلوگیری از فروریزش لرزه ای مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، یک مدل مرجع با چهار سطح کاهش مقاومت فشاری بتن، از بسیار جزئی تا شدید، تعریف شد. تحلیل‌های عددی غیرخطی دینامیکی بر روی ساختمان‌های بتن‌آرمه ۳، ۶ و ۸ طبقه با سیستم قاب خمشی، در دو حالت با و بدون دیوار برشی، انجام گرفت. شاخص‌های اصلی شامل دریفت طبقات، نحوه شکل‌گیری مفاصل پلاستیک و شاخص تاب‌آوری سازه ارزیابی شدند. نتایج نشان داد کاهش مقاومت فشاری بتن موجب افزایش قابل‌توجه دریفت طبقات، به‌ویژه در طبقه اول مدل‌های بدون دیوار برشی، و در پی آن افزایش تشکیل مفاصل پلاستیک و خطر فروریزش می‌شود. در مقابل، مدلهای با دیوارهای برشی حتی در شرایط کاهش شدید مقاومت بتن نیز دچار فروریزش نشده و عملکرد لرزه‌ای و تاب‌آوری بهتری از خود نشان دادند. همچنین، مشخص شد که مدلهای 8 طبقه حساسیت بیشتری نسبت به کاهش مقاومت فشاری بتن دارند. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که افزودن حداقل دیوارهای برشی می‌تواند به‌عنوان راهکاری عملی و مؤثر برای بهبود عملکرد لرزه‌ای و افزایش ایمنی ساختمان‌های بتن‌آرمه با قاب خمشی و بتن ضعیف مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigation Influence of Poor Concrete on Seismic Collapse of RC Buildings with and without Shear Walls

نویسندگان English

mozhde rezania 1
nemat Hassani 2
hamid bayesteh 3
1 Phd Student, Department of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Department of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده English

Seismic collapse is a critical failure mode in reinforced concrete moment-resisting frame (RC-MRF) buildings, particularly those with poor construction quality and low concrete compressive strength. To address this issue, this study investigates the impact of adding minimal shear walls to improve lateral stiffness and prevent collapse. A reference model was created, simulating four levels of concrete strength deficiency: very slight to severe. Numerical analyses were conducted on 3-, 6-, and 8-story RC-MRF buildings, both with and without shear walls, under nonlinear dynamic loading. Key parameters such as story drift, plastic hinge development, and robustness index were examined. Results show that reduced concrete strength significantly increases story drift—especially at the first story in models without shear walls—resulting in widespread plastic hinge formation and increased risk of collapse. In contrast, models with shear walls did not experience collapse and showed improved seismic resilience, even under severe strength deficiencies. The study also found that the 8-story case was more sensitive to reductions in concrete strength. These findings highlight the effectiveness of minimal shear wall incorporation as a practical solution to enhance the seismic performance and safety of RC-MRF buildings with deficient concrete strength.

کلیدواژه‌ها English

Poor Concrete
Concrete Building
Shear Wall
Plastic Hinge
Seismic Collapse

  • تاریخ دریافت 14 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 12 بهمن 1404