Иновативен метод за зголемување на сеизмичката отпорност на зидовите од исполната во армирано-бетонски рамовски конструкции

Abstract

Неармираната исполна од ѕидарија широко се користи како внатрешни или надворешни преградни ѕидови кај армиранобетонските конструкции во светот. Во повеќето кодови за проектирање, панелите со исполна се сметаат како неконструктивни елементи и вообичаено се занемаруваат во процесот на проектирање на конструкции. Конвенционалната ѕидана исполна има поволно влијание од аспект на зголемување на крутоста на рамката во рамнина и е корисна во спротивставувањето на мали земјотреси. Сепак, во случај на силни сеизмички побуди, силната интеракција меѓу ѕидовите на исполна и околната рамка може да доведе до крт лом на АБ столбовите од смолкнување и оттука катастрофални рушења и целосен колапс. Во изминатите неколку декади, за време на секој катастрофален земјотрес, направени се многу извештаи за забележани големи оштетувања и неповолно сеизмичко однесување на АБ рамки со ѕидана исполна, вклучувајќи и многу ново пректирани, особено за време на земјотресот во Измит (Турција) во 1999, земјотресот во Венчуан (Кина) во 2008 и земјотресот во Покхара (Непал) во 2015. Неспорно е дека многу проблеми во врска со анализата и методите на проектирање на рамовски конструкции со соодветна исполна се се уште нерешени и дека инструкциите за проектирање и оцена на АБ рамки со исполна во различни земји се се уште далеку од задоволителни од аспект на комплетност и доверливост. Примарната цел на оваа докторска дисертација е да се предложи и тестира иновативна врска која ефективно ќе ги ублажи несаканите штети врз АБ рамовски конструкции со исполна од ѕидарија како резултат на нивната интеракција и ќе го минимизира хазардот во однос на безбедност на животи во случај на можна земјотресна побуда. Ова предложено техничко решение се состои од поврзување на панелот на исполна со столбовите кои го опкружуваат со помош на врски со арматурни прачки сместени во слоевите од малтер и анкерувани во самите столбови. Предложената едноставна врска е практична, евтина и лесна за имплементација без некоја специфична технологија, што е многу важно за земјите во развој во сеизмичките региони. За оцена на ефективноста и адаптибилноста на предложената иновативна врска во однос на ублажувањето на штетите од земјотрес, беа извршени обемни квази-статички, тестови на вибро-платформа и нумерички истражувања врз основа на кои можат да се развијат и предложат понатамошни критериуми за однесување како и да се дадат генерални препораки за употреба на предложениот метод. Земајќи ги предвид барањата за сличност, модел на трикатна, трибродна АБ зграда со предложената врска беше внимателно проектиран согласно Еврокодовите и беше применет на ѕидовите со исполна. Истиот беше тестиран на вибро-платформата во ИЗИИС, Скопје, Македонија. Беа направени серија од сеопфатни истражувања кои ги вклучија динамичките карактеристики, хистерезисното однесување како и механизамот на лом во услови на реални земјотресни побуди скалирани во размер кој одговара на моделот и прототипот. Глобалното однесување на конструкцијата во однос на предложената врска беше симулирано во компјутерскиот програм SAP2000, почнувајќи од моделирање на предложената врска, преку „push-over“ анализа и нелинеарна динамичка анализа на временски истории на интегралниот модел. Беа извршени динамички и монотони симулации и беше направена споредба со опсервациите од експериментите. Нумеричките и експерименталните резултати укажуваат на тоа дека предложениот концепт за ублажување на штети од земјотрес може значително да ја намали непосакуваната интеракција меѓу панелите со исполна и околната рамка, да ги заштити столбовите од директен лом од смолкнување во рана фаза и да обезбеди способност на конструкцијата да се спротивстави на високи нивоа на земјотресни побуди. Конструктивната стабилност и интегритет, дуктилноста на поместување како и капацитетот за дисипација на енергија на АБ рамката со исполна се глобално подобрени. Од аспект на големиот број на рамовски конструкции со исполна од ѕидарија во Македонија, презентираното истражување се очекува да даде вредни насоки за сеизмичка оцена и проектирање на побезбедни рамовски конструкции. Резултатите од тестирањето и генералните насоки/препораки за проектирање од предложеното истражување исто така се очекува дека ќе придонесат за развој на градежништвото во други земји изложени на земјотреси, особено на Балканот и Медитеранот.