Πειραματική μελέτη της απόκρισης μονόροφων δύστυλων πλαισίων Ο/Σ με τοιχοπληρώσεις, αρχικών και επισκευασμένων, υπό ανακυκλιζόμενη οριζόντια φόρτιση

Abstract

An original experimental investigation was carried out in the Laboratory of Strength of Materials and Structures at Aristotle University of Thessaloniki that includes single story one-bay 1/3 scale infilled R/C frames, which were built from original material such as steel, concrete and masonry infills (hollow masonry units and mortar). The loading was applied gradually through an imposed cyclic horizontal displacement sequence applied at the top beam of each tested model combined with a constant 5 tone axial compressive load on each column. The failure modes of the frame specimens under cyclic horizontal loading are reported together with the description of the employed repair technique. The measurements of the cyclic response were assessed, combined and presented using diagrams that capture the variation of the dominant parameters of the behavior of each specimen such as: The change of the stiffness, the change of the bearing capacity and the change of the energy dissipation. The significance of this investigation is lies on the quantification of the behavior of each of the constituents of an infilled R/C frame (frame, infill-frame mortar joint and infill panel). Particular attention was given to asses the contribution of the mortar joint between frame and infill. Utilizing the mechanical properties of each of the constituents a numerical simulation of the infilled R/C frames can be built and its accuracy can be evaluated for each constituent part and as a whole compared with the corresponding observed behavior. The produced qualitative conclusions about the significance of each of the constituents of the infilled R/C frame can provide important guidance to form and validate such numerical simulations.

Διενεργήθηκε μια πρωτότυπη πειραματική εξέταση στο εργαστήριο Πειραματικ’ης Αντοχής των Υλικών και των Κατασκευών του Α.Π.Θ. που περιλαμβάνει μονώροφα δίστυλα τοιχοπληρωμένα πλαίσια οπλισμένου σκυροδέματος με κλιμακα 1/3 που κατασκευάστηκαν από πρωτότυπα υλικά, όπως χάλυβα, σκυρόδεμα και τοιχοποιία (διάτρητα τούβλα και κονίαμα). Η φόρτιση επιβλήθηκε σταδιακά μέσω μιας εξαναγκασμένης οριζόντιας ανακυκλιζόμενης μετακίνησης στο ζύγωμα κάθε δοκιμίου με ταυτόχρονη επιβολή σταθερού αξονικού φορτίου 5 τόνων σε κάθε στύλο του πλαισίου. Καταγράφονται οι μορφές αστοχίας των δοκιμίων μαζί με την τεχνική επισκευής που εφαρμόστηκε στην συνέχεια. Μέσα από την επεξεργασία και των συνδυασμό των μετρήσεων της συμπεριφοράς των δοκιμίων, που παρουσιάζεται με τα κατάλληλα διαγράμματα, έγινε δυνατό να καταγραφεί η μεταβολή των κυρίαρχων παραμέτρων της συνολικής συμπεριφοράς κάθε δοκιμίου όπως: Μεταβολή της δυσκαμψίας, της φέρουσας ικανότητας και της απόσβεσης ενέργειας. Η σημασία της παρούσας μελέτης έγκειται στην ποσοτικοποίηση της συμμετοχής κάθε επι-μέρους στοιχείου (δηλαδή του πλασίου Ο/Σ, του περιμετρικού αρμού επαφής και της τοιχοπλήρωσης) στην συνολική συμπεριφορά. Ειδική προσοχή δόθηκε στην μελέτη της συνεισφοράς του περιμετρικού αρμού επαφής. Κάνοντας χρήση των μετρημένων μηχανικών ιδιοτήτων κα΄θε επί μέρους στοιχείου δίδεται η δυνατότητα να επιχειρηθεί η κατάλληλη αριθμητική προσομοίωση της οποίας η ακρίβεια να ελεγχθεί τόσο ως προς την μετρημένη συνολική συμπεριφορά όσο και ως προς αυτή των επί μέρους στοιχείων. Τα ποιοτικά συμπεράσματα που έχουν διατυπωθεί και αφορούν την συνεισφορά και επιρροή των επί μέρους στοιχείων ενός τοιχοπληρωμένου πλαισίου Ο/Σ αποτελούν σημαντική καθοδήγηση για την μόρφωση και έλεγχο τέτοιων αξιόπιστων αριθμητικών προσομοιώσεων.