Πειραματική μελέτη για την συμπεριφορά και τον σχεδιασμό πλαισίων Ο/Σ ενισχυμένων με εμφατνούμενα τοιχώματα Ο/Σ υπό ανακυκλιζόμενη οριζόντια φόρτιση

Abstract

In the present work is presented the preparation, the execution and the results of ten (10) tests on one-bay1/3-scale physical model reinforced concrete (R/C) frame specimens strengthened with a cast-in-place RC wall thinner than the width of the bounding frame members under horizontal static fully reversing cyclic excitation. The frame specimens physically models an existing R/C frame in a non-ductile three-story typical RC building designed according to the Greek codes in force prior to 1985. Because of the lack of design provisions regarding specifically the design of R/C infilled frames, as compared with masonry infilled frames for which extensive research has been conducted, a research program was carried out in the R/C Structures Laboratory at the University of Thessaly. The parameters studied in the present work include the height-to-length wall aspect ratios hw/ℓw, the infill-to-frame method of connection along the horizontal and/or vertical interfaces, the anchorage length of the dowel bars placed along the infill/frame interfaces and the strengthening of the frame columns by a closed R/C jacket as an extension of the infill. The experimental results of the present study are analyzed and evaluated, and compared with relevant design provisions and experimental results of the international literature. The influence of the connection method, the frame-to-infill relative displacements and the length of the shear connectors on the response of the R/C infilled frames are investigated, and the factors that significantly contribute to the maximum activation of the the load-carrying mechanisms along the frame/infill wall interfaces are also studied. Furthermore, analytical models proposed in relevant design provisions and literature are applied and their ability to predict the stiffness, ultimate strength and mode of failure of the strengthened frames is examined. Finally, suggestions and conclusions are drawn for the response and design practice of existing R/C frames strengthened with R/C infill walls.

Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η προετοιμασία, η εκτέλεση και τα αποτελέσματα δέκα (10) πειραματικών δοκιμών σε φυσικά προσομοιώματα πλαισίων από οπλισμένο σκυρόδεμα (Ο/Σ) υπό κλίμακα 1:3 ενισχυμένα με εμφατνούμενο τοίχωμα Ο/Σ πάχους μικρότερου από το πλάτος της δοκού του πλαισίου σε οριζόντια ανακυκλιζόμενη φόρτιση. Οι παράμετροι που μελετήθηκαν αφορούν τον λόγο ύψους προς μήκος του εμφατνούμενου τοιχώματος, τον τρόπο σύνδεσης του τοιχώματος με το περιβάλλον πλαίσιο, το μήκος έμπηξης/αγκύρωσης των διατμητικών συνδέσμων εκατέρωθεν των διεπιφανειών τοιχώματος-πλαισίου και την περίπτωση της ενίσχυσης των υποστυλωμάτων του πλαισίου με κλειστό μανδύα Ο/Σ σκυροδετημένου ταυτόχρονα με το εμφατνούμενο τοίχωμα. Τα πειραματικά αποτελέσματα για τα δοκίμια της παρούσας έρευνας αναλύονται και αξιολογούνται και συγκρίνονται με σχετικές κανονιστικές διατάξεις και πειραματικά αποτελέσματα της διεθνούς βιβλιογραφίας. Διερευνάται η επίδραση του τρόπου σύνδεσης, των σχετικών μετακινήσεων του τοιχώματος με το περιβάλλον πλαίσιο και του διαφορετικού μήκους των διατμητικών συνδέσμων στη συμπεριφορά του ενισχυμένου πλαισίου και μελετώνται οι παράγοντες που συμβάλλουν σημαντικά στη βέλτιστη ενεργοποίηση των μηχανισμών μεταφοράς δυνάμεων στις διεπιφάνειες πλαισίου-τοιχώματος. Επιπλέον, εξετάζεται η δυνατότητα αναλυτικής εκτίμησης των πειραματικών αποτελεσμάτων όσον αφορά τη μέγιστη φέρουσα ικανότητα και τη δυσκαμψία των ενισχυμένων πλαισίων με βάση αναλυτικά προσομοιώματα συναφών κανονισμών και της βιβλιογραφίας. Τελικά διατυπώνονται προτάσεις και συμπεράσματα σχετικά με τη συμπεριφορά και τον σχεδιασμό εμφατνωμένων πλαισίων Ο/Σ με τοίχωμα Ο/Σ.