بررسی رفتار لرزه ای اتصالات تیر به ستون بتن آرمه ساخته شده از کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند (HPFRCC)

Abstract

کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند (HPFRCC) به مصالحی شامل ملات سیمانی با سنگ دانه های ریز و الیاف اطلاق می شود. ویژگی شاخص این مصالح، آن است که برخلاف بتن معمولی و بتن الیافی، تحت بارگذاری کششی، رفتار سخت شوندگی کُرنشی از خود بروز می دهد. در این مقاله، پس از معرفی این مصالح، با استفاده از روش اجزای محدود، میزان تأثیرگذاری کاربرد مصالح HPFRCC در عملکرد اتصال تیر به ستون، بررسی شده است. به همین منظور، نتایج تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده توسط چاو در دانشگاه میشیگان، مبنای صحّت سنجی مدل اجزای محدود قرار گرفته است. تأثیرگذاری پارامترهای مختلف اتصال تیر به ستون، نظیر: طول ناحیه مصالح HPFRCC در تیر، طول ناحیه مصالح HPFRCC در ستون، مقاومت فشاری بتن و مصالح HPFRCC، فاصله بین خاموت ها در تیر و ستون، به صورت تکی و یا ترکیبی، در مدل مبنا، بر روی عملکرد اتصال، بررسی شده است. نتایج بدست آمده، نشان داد که مقاومت حداکثر، مقاومت تسلیم و نسبت شکل پذیری اتصال تیر به ستون در صورتی که مصالح HPFRCC در بخشی از تیر یا ستون (به همراه چشمه اتصال) استفاده شده باشد، نسبت به اتصال تیر به ستون بتن مسلح معمولی، به ترتیب 36.9، 10.4 و 53.1 درصد بیشتر است. همچنین نتایج بدست آمده نشان داد که اثر پارامتر مقاومت فشاری بتن معمولی و مصالح HPFRCC، تأثیر قابل ملاحظه ای بر نسبت شکل پذیری اتصال داشته است؛ به طوری که نسبت شکل پذیری اتصالِ با بتن 35 مگاپاسکال، نسبت به اتصال مبنا (دانشگاه میشیگان)، 40.7 درصد بیشتر است.