عنوان پایان‌نامه
ارزیابی رفتار لرزه ای ستونهای بتن مسلح دسته‌ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1160;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38970
- تاریخ دفاع
- ۱۳ آبان ۱۳۸۷
- دانشجو
- سامان منتظری
- استاد راهنما
- محمدصادق معرفت
- چکیده
- در این مطالعه استفاده از ستون های بتن مسلح دسته ای به عنوان یک روش جدید و کارا برای جلوگیری از پیدایش ستون کوتاه در ساختمان های بتنی پیشنهاد می شود و مزایا و محدودیت های آن مورد ارزیابی قرار می گیرد. بدین منظور با استفاده از نمونه سازی به روش اجزای محدود، رفتار ستون بتن مسلح دسته ای به صورت مجزا و نیز درون قاب بتنی در یک مطالع? پارامتریک مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج بدست آمده شامل منحنی های نیرو- جابجایی و الگوهای گسترش ترک می باشد. این مطالعه نشان میدهد که دسته ای کردن ستون های بتن مسلح می تواند شکل پذیری آنها را حدود 30 درصد افزایش داده، از ایجاد پدید? ستون کوتاه جلوگیری می کند. این مطالعه همچنین لزوم تعبی? یک ناحی? انتقالی را در بر اتصال بتنی برای جلوگیری از نفوذ شکاف ستون دسته ای به داخل هست? اتصال تایید می کند. طول مناسب ناحی? انتقالی در این مطالعه برابر cm 30 بدست آمد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که میزان تاثیر دسته ای کردن ستون در بهبود رفتار لرزه ای آن با برخی پارامترهای ستون ارتباط دارد. برای مثال مقاومت قاب دسته ای دارای شش درصد فولاد طولی 26 درصد کمتر از قاب معمولی مشابه و شکل پذیری آن 61 درصد بیشتر بوده است حال آنکه این مقادیر برای قاب دارای دو درصد فولاد طولی 22 درصد کاهش مقاومت و 28 درصد افزایش شکل پذیری می باشد. این مساله نشان می دهد که در قاب های با فولاد طولی بیشتر تاثیر دسته ای کردن بیشتر می باشد. همچنین مقاومت قاب دسته ای دارای 20 درصد فشار محوری 20 درصد کمتر از قاب معمولی مشابه و شکل پذیری آن 5 درصد بیشتر بوده است حال آنکه این مقادیر برای قاب دارای 60 درصد فشار محوری 25 درصد کاهش مقاومت و 50 درصد افزایش شکل پذیری می باشد. این مساله نشان می دهد که در قاب های تحت فشار محوری بیشتر مانند طبقات پایین تر تاثیر دسته ای کردن بیشتر می باشد. به علاوه مشخص شد که شکل پذیری قاب دسته ای دارای یک درصد فولاد عرضی 24 درصد بیشتر از قاب معمولی مشابه بوده است حال آنکه این مقدار برای قاب دارای سه درصد فولاد عرضی 33 درصد می باشد. این مساله نشان می دهد که در قاب های با فولاد عرضی بیشتر تاثیر دسته ای کردن در بهبود شکل پذیری قاب اندکی بیشتر است. در مورد قاب های با مقاومت های مختلف بتن نیز مشخص شد که کاهش مقاومت نهایی بر اثر دسته ای کردن در قاب دسته ای دارای بتن با مقاومت MPa 15 حدود 22 درصد بوده است در صورتیکه کاهش مقاومت نهایی برای قاب دارای بتن با مقاومت MPa 35 حدود 16 درصد بوده است. این مساله نشان می دهد که در قاب های با بتن ضعیفتر تاثیر دسته ای کردن در کاهش مقاومت نهایی قاب اندکی بیشتر است.
- Abstract
- In this study, the application of split reinforced concrete column as a new method in seismic design for precluding the short column effect is presented. In a parametric study the performance of an individual column as well as a frame is evaluated. The study includes FE modeling and pushover analysis. After calibrating the model using experimental data, the models are analyzed and various results including force-displacement curves and crack propagation patterns are derived. Close scrutiny of these results and comparing them to results of experimental tests show that splitting RC columns can increase their ductility up to 30% and can effectively prevent the short column effect. It is also demonstrated that in split columns, the region next to joints are more vulnerable to damage due to the possibility of column splits spreading into the joint core. This study proves that incorporating a split free region in the column next to the joints, called the transitional region, can avoid the intrusion of the split into the joint. The appropriate length of transitional region was calculated as 30cm for the studied columns. This study shows that the positive effect of splitting is closely related to column properties. For example, lateral resistance of a frame with 2% longitudinal reinforcement was reduced by 38% and its ductility increased by 61% due to splitting while for a frame with 6% longitudinal reinforcement these values were 22% and 28%, respectively. On the other hand, lateral resistance of a frame with a ratio of axial pressure equal to 20% was reduced by 20% and its ductility increased by 5% after splitting, on the other hand for a frame with a ratio of axial pressure equal to 60% these values were 25% and 50%, respectively. It was also shown that ductility of a frame with 1% transverse reinforcement was increased by 24% after splitting while for a frame with 3% transverse reinforcement this value was 33%. In addition, lateral resistance of a frame with a compressive strength of concrete equal to 15 MPa was reduced by 16% due to splitting but this value was 22% for a frame with a compressive strength of concrete equal to 35 MPa.
