عنوان پایان‌نامه
ارزیابی آزمایشگاهی رفتار لرزه ای اتصالات تیر - ستون در سازه های بتنی مسلح به میلگرد ساده و ارائه روشی برای بهبود رفتار لرزه ای آنها به کمک نصب نبشی در چهار گوشه اتصال
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2319;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78797;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2319;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78797
- تاریخ دفاع
- ۱۳ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهدی ادیبی
- استاد راهنما
- محمدصادق معرفت
- چکیده
- در این مطالعه، ارزیابی آزمایشگاهی رفتار لرزه ای اتصالات تیر – ستون در سازه های بتنی مسلح به میلگرد ساده که ضوابط لرزه¬ای نیز در آنها در نظر گرفته نشده است انجام شده است و روشی برای بهبود رفتار لرزه ای آنها ارائه می گردد. این اتصالات به دلیل پیوستگی ضعیف میان بتن و میلگرد ساده و فقدان بعضی جزئیات لرزه ای همچون فقدان خاموت گذاری در ناحیه اتصال، بسیار آسیب پذیر می باشند. روش اصلی تقویت در این تحقیق، شامل نصب نبشی در گوشه های اتصال و مهار آنها به کمک میلگردهای متقاطع می‌باشد. تعداد نمونه های آزمایش شده هفت عدد می باشد. دو نمونه از اتصالات خارجی و یک نمونه از اتصالات داخلی، نمونه های شاهد بوده و تعداد نمونه های تقویت شده نیز سه اتصال خارجی و یک اتصال داخلی می باشد، که در آنها پارامترهایی همچون ابعاد نبشیها، تعداد بولتها و میزان پیش تنیدگی آنها و وجود یا عدم وجود سخت کننده در نبشیها تغییر می کند. نتایج تحقیق نشان می دهد که روش تقویت پیشنهادی توانسته است رفتار لرزه ای اتصال را به صورت رضایت بخشی بهبود بخشد، بدین معنا که با بزرگ شدن ناحیه اتصال، محل مفصل پلاستیک به خارج اتصال و ابتدای تیر منتقل شده است. همچنین پارامترهای رفتاری نظیر شکل¬پذیری، سختی و اتلاف انرژی به ترتیب لااقل به میزان 110%، 110% و 194% افزایش داشته است. علاوه بر این در ساده ترین روش پیشنهاد شده (روش سوم) که شامل افزودن نبشیهای کوچکتر و اتصال آنها با میلگردهای با پیش تنیدگی اندک و بدون استفاده از سخت کننده می باشد، رفتار لزره ای به طور رضایت بخشی بهبود یافته است. در نهایت نیز یک مدل عددی برای این گونه اتصالات پیشنهاد شده است. در این مدل از المانهای الاستیک برای مدلسازی تیر و ستون استفاده شده است و مدلسازی ناحیه اتصال نیز با استفاده از سه المان صلب و یک فنر انجام شده است و پارامترهای لازم از نتایج آزمایش استخراج گردیده است. مدل عددی ارائه شده با موفقیت رفتار این گونه اتصالات را شبیه سازی کرده است. همچنین محدوده کاربرد این مدل و نحوه استفاده از آن در زیرسازه های بتنی مسلح به میلگرد ساده مشخص شده است.
- Abstract
- A method for seismic retrofit of beam-column joints, designed without seismic considerations and reinforced by plain bars, is examined. The main techniques of the method, already applied to connections reinforced by deformed bars, has been modified for joints with plain bars. Retrofit of these relatively old connections needs special attention due to the weak steel-concrete bond, let alone the lack of seismic consideration in design. In this method, steel angles are placed on the faces of beam-column intersections and are externally fixed by prestressed cross-ties. Seven half-scale specimens were tested under cyclic load: three control specimens under two levels of axial load, and four retrofitted specimens with varying dimensions of angles, different number and prestressing rate of cross ties, with and without stiffener plates in the angles. The reference specimens showed relatively low shear strength of 0.15?(f_c ) and 0.30?(f_c ) for the exterior and interior joints, respectively. In addition, relatively brittle behavior was observed and large deformations extended into the panel zone of the joints. The tests show significant improvement of the retrofitted specimens in terms of protecting the joint region against large deformation, showing more ductile response and higher hysteresis energy capacity, as well as moderate strength improvement. The retrofit method has increased ductility ratio of the interior beam-column joints by 63%, and energy dissipation capacity by 77%, relative to the control specimen; For external joints, these values were 11%, and 94%. The retrofit method has successfully relocated the plastic joints far from the column face. The retrofit method has improved shear strength of the joints by less than 10%. Also tests show that the specimen with the minimum level of retrofit, which had the smallest angle, minimum number of cross ties, and lowest rate of prestressing, with no stiffeners, has performed well. Accordingly, the corresponding retrofit measures may be recommended for similar cases.
