مطالعه ي آزمايشگاهي و عددي رفتار چرخه اي اتصالات خمشي تير به ستون پيش ساخته ي بتني با اتصال دهنده هاي فولادي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

عمران

دكتري

استفاده از المان هاي بتني پيش ساخته در ساختمان سازي داراي مزاياي متنوع از جمله كيفيت بهتر اجرا، كنترل مناسب محصول، صرفهجويي در قالببندي و كاهش زمان ساخت ميباشد. در مورد سازه هاي داراي اعضاي پيش ساخته، مسئله ي مهم در طراحي، يافتن راه حل اقتصادي و عمومي براي اتصال اعضا به منظور مقاومت در برابر بارهاي جانبي است. اتصال ميان اعضا بايد داراي مقاومت وسختي كافي در مقابل بارهاي لرزهاي براي رسيدن به حداقل شكل پذيري مورد انتظار در چرخههاي بارگذاري باشد. هدف از اين پژوهش، بررسي رفتار چند اتصال جديد مابين اعضاي تير و ستون پيش ساخته ي بتني به وسيله ي اندازه گيري ميزان سختي، شكل پذيري و مقدار استهلاك انرژي در اين نوع از اتصالات و مقايسه ي آنها با نمونه ي درجاريز مشابه است. بعد از بررسي هاي مختلف، پنج نمونه ي اتصال جديد خمشي تير به ستون پيشنهاد و ساخته شده است. يك نمونه ي اتصال درجا به عنوان نمونه ي شاهد نيز ساخته شده است. در نهايت از هر نوع اتصال دو نمونه و با در نظرگرفتن دو مقدار متفاوت براي ميلگرد تير طراحي شده است. در مجموع دوازده اتصال ساخته، آزمايش و مقايسه شدند. در ارائه ي جزئيات اتصالات پيشنهادي، سهولت كار و سرعت اجرا، يكپارچگي خوب اتصال و عدم نياز به اجراي قالب بندي و كار زياد در محل ساخت مورد توجه بوده است. با توجه به هزينه بالاي ساخت نمونهها و عدم امكان تكرار در آزمايش ها، پيش از ساخت نمونه ها، مدل اجزاي محدود اتصالات با كمك نرم افزار آباكوس ساخته شده و با در نظرگيري شرايط بارگذاري و اعمال چند چرخه از آن، رفتار نمونه ها ارزيابي و با محاسبهي ميزان استهلاك انرژي و ضرايب شكل پذيري، عملكرد آنها مقايسه و ضعف هاي احتمالي برطرف گرديده است. اتصال اول با بهره گيري از اتصال فولادي با ورق روسري و زيرسري طراحي شده است. اتصال دوم با استفاده از نشيمن فولادي طراحي شده و به وسيلهي يك اتصال پيچي تكميل شده است. اتصال سوم با كمك يك اتصال پيچي و مقاطع سپري، نيروهاي ميلگردهاي وجه پايين تير را به ستون انتقال داده است. اتصال چهارم با كمك يك وصلهي مكانيكي قوطيشكل، ميلگردهاي وجه پايين تير را به ميلگردهاي در ستون وصله كرده است. اتصال پنجم شبيه اتصال سوم بوده، با اين تفاوت كه ميلگردهاي وجه بالاي تير همانند ميلگردهاي وجه پايين متصل شده است. بعد از ساخت اتصالات، هر يك از آنها تحت بارچرخهاي به صورت تغييرمكان كنترل قرار گرفته و پاسخ هاي هر يك ثبت گرديد. با استفاده از نمودارهاي بار-تغييرمكان به دست آمده براي هريك از اتصالات، ميزان مقاومت نهايي، سختي اوليه، ميزان شكل پذيري، ميزان افت مقاومت و زوال سختي جانبي اتصالات و توانايي اتصالات در استهلاك انرژي محاسبه و با اتصال درجا مقايسه شد. ميزان مقاومت و سختي اوليه اتصالات مطابق فرضيات طراحي بوده و با اتصال درجا مشابهت دارند. شكل پذيري اتصالات پيش ساخته در حد اتصال درجا بوده و ميتوان آنها را در گروه اتصالات با شكل پذيري متوسط طبقه بندي نمود در مجموع عملكرد اتصالات رضايت بخش بوده و ميتوان از آنها در ساختمان هاي با شكل پذيري متوسط استفاده نمود. جهت افزايش دقت در مدل هاي عددي يك مدلسازي عددي مطابق با نتايج آزمايشگاهي انجام شده و نتايج تحليلهاي عددي با نمودارهاي حاصل از آزمايش مقايسه شده است. مطابق نتايج آزمايش ميتوان گفت به خاطر محدوديتهاي آزمايش، سختي اوليه اتصالات با تحليل هاي عددي تطابق خوبي نداشته، اما رفتار اتصالات در چرخه هاي انتهايي با شبيه سازيهاي عددي همخواني خوبي دارد.

217956

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان