Heiti verkefnis : 

Tölulegt reiknilíkan til að herma jarðskjálftasvörun á járnbentum steinsteyptum stoðvegg

Verkefnastjóri : 

Ching-Yi Tsai

Stutt lýsing á verkefninu:

Járnbent steinsteypa er algengasta byggingarefnið í brúargerð og húsbyggingum á Íslandi. Þekking og skilningur á eiginleikum og hegðun þessa byggingarefnis er því lykilatriði til að geta hannað hagkvæm, vistvæn og örugg mannvirki. Meginmarkmið þessa rannsóknarverkefnis er að byggja upp færni og reynslu til að beita nýjustu og þróuðustu reiknilíkönum sem í boði eru til að herma og greina hegðun steinsteyptra burðarvirkja. Áherslan verður lögð á reiknilíkön fyrir veggi sem eru algengar burðareiningar í stoðveggjum og stöpplum brúa en einnig í hefðbundnum íslenskum húsbyggingum. Rannsóknaráætlunin gerir ráð fyrir að nota svo kallað bita-stanga líkan (e. Beam-Truss model) til að herma þrjár tilraunir þar sem járnbentar steinsteyptar burðareiningar eru prófaðar í tilraunastofu og skynjarar notaðir til að skrá krafta, færslur og streitur til að kortleggja svörun prófstykkjanna við útrænu álagi. Öll prófstykkin eru prófuð til brots með stigvaxandi álagi og framvinda sprungumyndananna og skemmda könnuð með myndtækni og ástandsskoðunum. Tilraunirnar þrjár eru framkvæmdar í þremur löndum, ein við Háskóla Íslands, önnur í Belgíu og sú þriðja í Portúgal. Í öllum tilvikunum er notast við tvö prófstykki en að örðu leyti er hver tilraun með sínu sniði. Á Íslandi voru tvær útfærslur af stoðveggjum álagsprófaðar síðast liðið haust. Í Belgíu voru tveir U-laga skúfveggir, með fyrirmynd í lyftukjarna í þriggja hæða byggingu, prófaður vorið 2022 undir stigvaxandi stöðuálagi. Vorið 2003 verða í Portúgal tveir U-laga skúfveggir, af sömu gerð og voru notaðir í Belgíu, settir á hristiborð og stigvaxandi kvikt álag sem svarar til yfirborðshreyfinga í jarðskjálfta notað til að prófa veggina að brotmörkum. Mikill lærdómur felst í því að herma rauntilraunir og geta sannreynt og metið áreiðanleika tölvulíkana. Slík líkön má svo nota í nýhönnun eða við burðarþolsgreiningu á þegar byggðum mannvirkjum. Ætlunin er að birta rannsóknaniðurstöður í MS-ritgerðum, á ráðstefnum og í fræðigreinum.

Tilgangur og markmið:

The main aim of the project is to develop skills and experiences in using state-of-the-art numerical models to simulate non-linear behavior of reinforced concrete (RC) structural walls exposed to both static and dynamic loads. Parallel to this aim, the research question is also how reliable  state-of-the-art models are. This will be addressed by modelling of experimental tests which open up possibilities for comparison of simulated and recorded data. In the proposed study, the advanced Beam-Truss model (Lu and Panagiotou, 2014) would be used to model three experimental test programs of RC walls. The first experimental program to model would be a serial test of two scaled RC retaining walls under quasi-static incremental loads which was conducted at the University of Iceland last fall. The second test program to model would be quasi-static cyclic testing of two half-scale U-shaped specimens subjected to axial-flexure and axial-torsion actions at the Univeristé catholique de Louvain (UCLouvain), Belgium. This test was arranged as a blind prediction competition organized by Hoult et al. (2022). The third case to model would be experimental data from testing of half-scale three-story U-shaped RC wall subjected to earthquake ground motions, using shake table at the National Civil Engineering laboratories (Laboratório Nacional De Engenharia Civil (LNEC)) in Lisbon, Portugal. This test will be performed in 2023 using the same cross-sectional U-shaped wall units and the same design parameters as in UCLouvain. Direct comparison of experimental test results and results from the numerical simulations will be used as measure of the quality of the modeling and to address the main research question. The outcome of the study will be reported and published in MS-thesis, conference papers and journal articles.