Investigation of the Seismic Performance of Concrete Masonry Walls Plastered by Microsilica and Steel Fiber Admixed Mortar. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF
Full_Thesis.pdf Download (18MB) | Preview |
Arabic Abstract
تعتبر الجدران غير المسلحة احد اشكال الانشاء الذي استمر حتى اليوم, حيث تم انشاؤها في مختلف انحاء العالم. ان الجدران ذات الطوب الاسمنتي هي عناصر انشائية قادرة على مقاومة الضغط وقوى الرياح والهزات الارضية. لقد تم تشييد معظم المباني القائمة بدون الاخذ بعين الاعتبار مخاطر الزلازل, لذلك هذه المباني ليس لها القدرة الكافية لتبديد الطاقة الناتجة عن القوى الزلزالية. ومن الملحوظ ان معظم المباني التي انشئت في اوائل القرن التاسع عشر هي جدران غير مسلحة, ونتيجة لذلك هنالك حاجة ملحة في اتجاه تعزيز هذه الجدران لتحسين قدرتها على تحمل الاضرار الزلزالية المحتملة. لقد اقترحت عدة استراتيجيات لتعزيز قوة الجدران غير المسلحة لمواجهة القوى الزلزالية وتم تطبيقها في المناطق النشطة زلزاليا ومنها مصر وتركيا وايران والمكسيك واليابان والولايات المتحدة. وبالرغم من ظهور القليل من الهزات الارضية في المملكة حديثا الا ان البحث في تاهيل هذه المنشات ما زال نادرا. مع تقدم التكنلوجيا في السنوات الاخيرة وبالنظر الى متطلبات البيئية والتقنية وديمومة المنتج, فان استعمال المعادن الدقيقة كاضافات الى الاسمنت اواستعمالها كمادة اسمنتية تطور. هذه المعادن لها القدرة على تعديل الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد في الحالة الصلبة واللينة عندما تضاف كنسبة من المادة الاصلية. وفي الاونة الاخيرة ظهرت مواد المايكرو مثل المايكرو سيليكا بكثرة وذلك لقدرتها على تحسين فعالية الباطون مقارنة بالمعادن الاخرى. ان ايجابيات استعمال المايكرو سيليكا هي انتاج ملاط ذو قوة وكثافة عالية ونفاذية قليلة. الالياف الفولاذية هي احد انواع الياف التسليح وهي منعددة الاتجاهات , لها القدرة على زيادة قوى الشد والمرونة للملاط والباطون حيثما اضيفت. ان هذا العمل يهدف الى فهم سلوك جدران الباطون المعرضة للاحمال الدورية والمؤهلة بالقصارة المحتوية على المايكرو سيليكا والالياف المضافة لتعزيز التسليح, حيث سيتم التحقق من هذا الغرض عمليا ورقميا. فبالنسبة للجزء الرقمي سيتم انشاء مجسم باجزاء صغيرة لمعرفة كيفية تصرف جدران الباطون تحت تاثير القوى الدورية. وسيتم ايضا تجسيم الجدران التي تم تقويتها بالقصارة بسماكات مختلفة بواسطة برنامج ABAQUS وباستعمال نموذج التدمير اللاخطي والذي طور بواسطة Lubliner et al (1989) وزاد في تطويره Lee and Fenves (1998).
English Abstract
Unreinforced Masonry wall (URM) is considered as the building construction that has lasted until today, being built all over the world. Concrete block walls are basically structural members that are able to resist compression. Nevertheless, they can also act as members that resist in-plane wind and earthquake actions. The majority of existing buildings were constructed without taking into account the earthquake hazard. These buildings consequently do not have enough capacity to dissipate the energy resulting from the excitation action during earthquake event. It is visible that most of the buildings constructed in early nineteenth century and before are unreinforced masonry structures. As a result, an urgent desire has emerged in the direction of strengthening these walls to improve their ability to withstand potential seismic damage. Several strategies of seismic strengthening of masonry structures have been proposed and applied in seismically active zones including Egypt, Turkey, Iran, Mexico, Japan and the United States. Although there have been a few occurrences of major earthquakes in the Kingdom in the recent history, research into seismic retrofitting of these structures is rather scant. With the advancement of technology, in recent years, considering environmental, technical and sustainability requirement of the output product, the use of micro mineral additions in cement as cementitious materials has been developed. These micro materials have the ability to modify the fresh and hardened, physical and chemical properties, when it is added as a partial percentage. Recently, micro materials, such as micro silica is showing potential because of its ability to improve the performance of concrete compared with traditional mineral admixtures. The advantages of micro silica include: production of very high strength mortar concrete, increased density, reduced permeability and porosity. Steel fiber is one of the types of fiber reinforcement, which is multi-directional reinforcement, has the capability to increase the tensile strength and ductility of the mortar and concrete into which the fibers has been added. The present work will attempt to comprehend the behavior of strengthening concrete masonry wall subjected to cyclic loading retrofitted by plastering on both side of the wall with mortar having microsilica as strength modifier and steel fibers as reinforcing additive. Experimental and numerical investigation will be carried out for this purpose. In terms of the numerical part, finite element modeling will be carried out in order to get a full knowledge of performance of concrete masonry wall subjected to cyclic loading. FEM of masonry wall strengthened with different plaster thickness will be conducted in the ABAQUS environment using a Plastic-Damage model developed by Lubliner et al (1989) and further expanded by Lee and Fenves (1998).
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Civil Engineering > Structural Engineering |
| Department: | College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering |
| Committee Advisor: | Baluch, Muhammed Hossain |
| Committee Co-Advisor: | Rahman, Muhammad Kalimur |
| Committee Members: | Ahmed, Ibrahim and Ali, Al-Gadhib and Al-Osta, Mohammed |
| Depositing User: | ABUL FAZAL MAZUMDER (g201205280) |
| Date Deposited: | 14 Jun 2015 05:35 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 16:29 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139655 |