قاب های خمشی بتنی که از اتصال تیرها و ستون ها تشکیل شده اند، یکی از متداول ترین سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی به شمار می روند. بررسی های انجام شده بر روی آثار زلزله های متعدد نشان داده است که اتصالات تیر- ستون بتنی در قاب های خمشی ضعیف ترین نقط? این سازه ها و عامل اصلی تخریب آنها هستند. بر این اساس، مطالعات بسیاری دربار? طراحی محل اتصال تیر و ستون و اصلاح ضوابط آیین نامه ها انجام گرفت که بخش عمد? آنها مربوط به سال های 1970 تا 2005 میلادی می باشند. یکی از مشکلات عمده در اجرای اتصالات بتنی، تمرکز آرماتورهای تیر و ستون در محل هسته است که ویبر? بتن را دشوار می سازد. به این منظور، تلاش می شود تا با تغییر نوع خم میلگردهای طولی تیر یا کاربرد بتن خودتراکم و یا استفاد? همزمان از هر دو، مشکل فوق را کاهش داده یا برطرف نمود. تغییر آرایش میلگردها در محل هسته، همچنین می تواند موجب تغییر مکانیزم شکست اتصال از مود برشی در هسته به مود خمشی در تیر گردد. این موضوع به ویژه در اتصالاتی که در اثر زلزله دچار خسارت شده و نیاز به ترمیم یا تقویت دارند حائز اهمیت است. در این تحقیق، رفتار اتصالات خارجی تیر- ستون بتنی با توجه به نوع خم میلگردهای طولی تیر در محل هست? اتصال (90 درجه و 45 درجه) و نوع بتن مصرفی (معمولی و خودتراکم) به صورت آزمایشگاهی و تحلیلی بررسی می شود. در بخش آزمایشگاهی، تعداد 24 نمون? اتصال خارجی تیر- ستون بتنی با مقیاس 2/1 ساخته شده است. نمونه های مورد نظر دارای 5 الگوی متفاوت آرماتوربندی در ناحی? هست? اتصال و 4 الگوی بتن ریزی هستند. دو نوع بتن معمولی و خودتراکم با دو مقاومت mpa30 و mpa45 در این نمونه ها به کار گرفته می شوند. در بین الگوهای آرماتوربندی، تفاوت اصلی در نوع خم میلگردهای طولی تیر در محل هست? اتصال است که در دو وضعیت 90 درجه و 45 درجه مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه بر آن، اثرات میلگردهای عرضی و طولی ستون در ناحی? هسته و نیز محل شروع خم 45 درج? میلگردهای طولی تیر در رفتار اتصالات مطالعه خواهد شد. کلی? نمونه های آزمایشگاهی، تحت اثر بارهای چرخه ای با کنترل تغییر مکان جانبی نسبی انتهای تیر قرار گرفته و نمودار بار- تغییر مکان و نیز الگوی ترک خوردگی هر یک از آنها تا زمان شکست به دست می آید. در این تحقیق همچنین تلاش می شود تا مدل تحلیلی دقیق و مناسبی با استفاده از نرم افزار abaqus ایجاد شود به طوریکه کلی? اجزای سازه شامل جسم بتنی و میلگردهای طولی و عرضی، به صورت سه بعدی و بدون ساده سازی و یا حذف نقاط کم اهمیت (مانند انحنای موجود در محل خم آرماتورها) در تحلیل وجود داشته باشند. مدل سازی بتنی در این نرم افزار مستلزم انتخاب پارامترهای گوناگونی است که در شرایط مختلف و برای سازه های متفاوت ممکن است نیاز به تغییر داشته باشند. از اینرو، قبل از استفاده از مدل تحلیلی لازم است تا سازگاری آن توسط مطالعات آزمایشگاهی موجود و یا مطالعات تحلیلی دیگر به اثبات برسد. پس از انطباق نتایج تحلیلی و نیز سازگاری مدل تحلیلی با مشاهدات آزمایشگاهی، مدل نرم افزاری به دست آمده به منظور انجام تحلیل حساسیت اتصالات به کار گرفته می شود. در این بخش از تحقیق، تاثیر مقدار نیروی محوری ستون، درصد میلگردهای طولی ستون، درصد میلگردهای عرضی در ناحی? هسته، مقاومت بتن، نوع بتن مصرفی و نوع خم میلگرد طولی تیر در رفتار اتصال بصورت تحلیلی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که اگرچه ظرفیت باربری، کارایی و قابلیت جذب انرژی در اتصالات با خم 45 درجه اندکی کمتر از اتصالات با خم 90 درجه است، اما شکست اتصال در حالت 45 درجه از مود برشی خارج شده و بخش اصلی هست? اتصال که خود، قسمتی از ستون است و وظیف? انتقال بارهای ثقلی را به عهده دارد دچار خسارت نمی شود. وجود خم 45 درجه در میلگردهای طولی تیر، مقاومت برشی اتصال را تا حدی افزایش می دهد اما نمی تواند جایگزین میلگردهای عرضی هست? اتصال شود. طبق بررسی های آزمایشگاهی، استفاده از بتن خودتراکم علاوه بر سهولت اجرا، باعث افزایش کارایی و ظرفیت باربری اتصال به ویژه در نمونه های با خم 90 درجه می گردد. کاربرد این نوع بتن باعث کاهش عرض ترک ها نیز می شود. در هر دو نوع بتن معمولی و خودتراکم، ظرفیت باربری، کارایی و قابلیت جذب انرژی اتصال با افزایش میلگردهای طولی ستون، میلگردهای عرضی هست? اتصال و افزایش مقاومت بتن، زیاد می گردد. بر اساس نتایج تحلیلی، تغییر نیروی محوری ستون در ظرفیت باربری اتصالات تاثیر چندانی نشان نمی دهد.

یکی از راه کارهای اصلی برای بهبود رفتار اتصال های بتن آرمه، ارتقا خصوصیات مکانیکی بتن مصرفی است. بر این اساس، پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر بتن فوق توانمند با مقاومت فشاری بالای mpa 115، دارای درصدهای مختلف الیاف فولادی، بر رفتار چرخه ای اتصال های تیر-ستون بتن آرمه انجام گرفته است. در این پژوهش، ابتدا طرح اختلاطی برای بتن فوق توانمند خودمتراکم طراحی شده و سپس تأثیر الیاف فولادی بر خصوصیات مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفته است. پس از مشاهده نتایج مطلوب، تعداد شش نمونه اتصال خارجی تیر-ستون بتن آرمه با نصف ابعاد واقعی ساخته شده و با اعمال بار رفت و برگشتی مورد آزمایش قرار گرفته است. بتن مصرفی در هسته اتصال از نوع معمولی و فوق توانمند دارای صفر، 1 و 2 درصد حجمی الیاف فولادی بوده و همچنین اثر حذف خم میلگرد طولی تیر و میلگرد عرضی هسته اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بتن فوق توانمند حاوی الیاف فولادی در مقایسه با بتن معمولی، می تواند انرژی مستهلک شده و ظرفیت باربری اتصال را به ترتیب تا 92 و 46 درصد افزایش دهد. همچنین استفاده از بتن فوق توانمند الیافی در اتصال، موجب افزایش سختی، کاهش طول مفصل پلاستیک و حذف کامل ریزش بتن این ناحیه گردیده است. علاوه بر این، آزمایش ها نشان داد که استفاده از بتن فوق توانمند به همراه الیاف فولادی، راهکاری مناسب برای کاهش ازدحام میلگردهای هسته اتصال می باشد.

در حال حاضر ماندگاری پیوستگی بین بتن و ورق های پلیمری مسلح با الیاف (frp) به خصوص در تقویت خمشی و برشی اعضاء بتن مسلح از بحرانی ترین مسائل در رابطه با استفاده از ورق frp برای مقاوم سازی و بازسازی سازه ها به حساب می آید. در میان شرایط مختلف، آماده سازی سطحی بتن به عنوان مهم ترین عامل تأثیرگذار در بررسی مقاومت پیوستگی بین بتن و ورق frp به منظور جلوگیری از جداشدگی زودرس حائز اهمیت ویژه ای می باشد که در این کار پژوهشی به آن پرداخته شده است. دراین تحقیق به منظور بررسی اثر آماده سازی سطحی بر مقاومت نهایی اعضای خمشی بتنی، 126 عدد تیر بتنی غیر مسلح با مقیاس کوچک به عرض 100 میلی متر، ارتفاع 150 میلی متر و طول 760 میلی متر ساخته شد. تعداد 63 عدد نمونه ی بتنی از بتن با مقاومت طرح 40 مگاپاسکال و 63 عدد نمونه بتنی از بتن با مقاومت طرح 50 مگاپاسکال ساخته شدند که پس از آماده سازی سطحی با ورق های cfrp و gfrp در یک و دو لایه تقویت شدند. تعداد 6 عدد نمونه بدون تقویت و بقیه نمونه ها با 6 روش مختلف برس زنی، ماسه پاشی، سوراخ زنی، شیارطولی، شیاردایره ای و بدون آماده سازی مورد آماده سازی سطحی قرار گرفتند. لازم به ذکر است برای مشخصات یکسان حداقل سه نمونه ساخته شد.پس از تقویت، نمونه ها تحت آزمایش خمش چهار نقطه ای قرار گرفتند.پارامترهای اندازه گیری در این کار شامل بار، جابجایی وسط دهانه و کرنش در وسط ورق frp بود. نتایج نشان داد که آماده¬سازی سطحی به روش شیاردایره ای و پس از آن روش¬های شیار طولی و سوراخ¬زنی، بار گسیختگی نهایی بیشتری را در تمامی نمونه های تقویت شده با یک لایه ورق frp با مقاومت های بتن مختلف نسبت به سایر روش های آماده سازی سطحی دارا می باشند. نمونه های با مقاومت 50 مگاپاسکال تقویت شده با ورق frp در تمامی روش های آماده سازی سطحی بار نهایی گسیختگی بیشتری را نسبت به نمونه های با مقاومت 40 مگاپاسکال از خود نشان دادند. همچنین نمونه های تقویت شده با ورق cfrp دارای تغییر مکان کمتری نسبت به نمونه های تقویت شده با ورق gfrp می باشند. در نمونه های تقویت شده با ورق های cfrp یا gfrp نمونه با مقاومت بتن 40 مگاپاسکال دارای تغییر مکان بیشتری نسبت به نمونه های 50 مگاپاسکال می باشند. همچنین استفاده از ورق های frp در تقویت خمشی نمونه ها باعث افزایش تغییر مکان در نمونه ها می شد، اما با این وجود تغییر مکان وسط دهانه در نمونه های تقویت شده با gfrp بسیار بیشتر از نمونه های تقویت شده با cfrp بود.

چکیده ندارد.