بررسی عددی اتصالات تیر-ستون نیمه پیش ساخته بتنی تحت بارهای تناوبی

اتصالات سازه های پیش ساخته به ویژه زمانی که در معرض نیروهای رفت و برگشتی زلزله قرار می گیرند به عنوان نقاط آسیب پذیر آنها محسوب می شوند، از این رو اتصالات اینگونه ساختمانها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پایان نامه رفتار یک نوع اتصال پیش ساخته تیر به ستون بتنی تحت اثر بار رفت و برگشتی و یک سویه تحلیل و بررسی شده است. از مزایای این اتصال می توان به سهولت اجرا، حذف قالب بندی، کفایت مقاومت برشی و خمشی و کاهش هزینه اجرایی اشاره نمود. در این تحقیق هدف این است که پس از بررسی آزمایشات و تحقیقات انجام شده بر روی چند نمونه ریز شده و پس از بررسی و تحلیل عددی به روش اجزاء محدود راهکارهای تازه برای بهبود اتصلات ارائه گردد و با استفاده از بتن های خاص و افزودنیها رفتار اتصال تحت نیروهای رفت و برگشتی را بهبود دهیم. برای این منظور 36 مدل عددی اتصال میانی پیش ساخته و همچنین 3 قاب دو دهانه دو طبقه به صورت پیش ساخته طراحی و مدل سازی گردیده است و تحت بارگذاری های رفت و برگشتی و یک سویه در برنامه اجزاء محدود abaqus مورد تحلیل قرار گرفته اند. براساس نتایج بدست آمده از تحلیل غیر خطی اجزاء محدود نمونه ها ملاحظه می گردد که رفتار تحلیلی نمونه ها تحت اثر بار رفت و برگشتی به خوبی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت داشته و می توان تحلیل اتصال پیش ساخته پیشنهادی را جایگزین انجام آزمایش های تکمیلی نمود. در ادامه، رفتار اتصال پیش ساخته مورد نظر با تغییر پارامترهای مختلف تحت اثر بار جانبی چرخه ای و یک سویه از نظر ظرفیت باربری جانبی و شکل پذیری و انرژی تحلیل و بررسی شده است. مشاهده می گردد که با افزایش مقاومت بتن و استفاده از بتن های پر مقاومت عملکرد اتصال از نظر مقاومت نهایی و جذب انرژی بهبود می یابد و استفاده از خاموت گذاری فشرده نیز در بهبود عملکرد اتصال موثر است. با گسترش بتن های توانمند، نوع خاصی از مصالح برتر تحت عنوان hpfrcc برای ساخت و ساز ایجاد شده است. این مصالح توانمند می تواند در بسیاری موارد نظیر بهسازی لرزه ای اعضای سازه ای و نیز به عنوان فیوزهای سازه ای بکار روند. با ثابت نگه داشتن مقدار آماتور های طولی و عرضی در ناحیه اتصال و استفاده از بتن hpfrcc که در چشمه اتصال و بخشی از تیر ریخته می شود ملاحظه می گردد که این نمونه درمقایسه با بتن معمولی با مقاومت مشابه 25 مگاپاسکال افزایش 35 درصدی شکل پذیری را داشته است و از نظر مقاومت نهایی نیز توانسته است حدود 5 درصد نیرو بیشتری را تحمل نماید.