بررسی رابطه بهینه طراحی آرماتور برشی محصورکننده در شکل‏پذیری ستون‌های بتن مسلح

Abstract

از مهم‌ترین ویژگی‌های سازه‏های بتنی رفتار شکل‌پذیر آنها در برابر زلزله است. شکل‌پذیری یک سازه‌ شامل تحمل تغییرشکل‌های غیرارتجاعی نسبتاً زیاد بدون کاهش چشمگیر مقاومت سازه و نیز مستهلک نمودن و جذب مقدار قابل توجهی از انرژی زلزله از طریق چرخه‌های رفتاری پایدار است. آئین‏نامه‌های مختلف برای شکل‏پذیری انواع المان‏های سازه‌ای، محدودیت‏ها و ضوابطی را در نظر گرفته‌اند. هدف از این پژوهش بررسی رابطه بهینه طراحی آرماتور برشی محصورکننده در شکل‏پذیری ستون‏های بتن مسلح است. در این مقاله با استفاده از روش عددی، آرماتورهای برشی محصورکننده برای سه نوع ستون‌ با مقطع دایره‌ای با قطر 750 میلی‌متر و مربع مستطیلی به ابعاد 1000×1000 و 500 ×500 میلی‌متر در حالت‌های شکل‌پذیری متوسط و زیاد، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور بررسی اثر مقاومت بتن دو نوع مقاومت 30 و 60 مگاپاسکال در نظر گرفته شده است. مقادیر آرماتور طراحی از طریق روابط پیشنهادی با روابط مقررات ملی ساختمان ایران و نیز انجمن بتن آمریکا مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین شبیه‌سازی عددی با استفاده از نرم‏افزار آباکوس برای حالت شکل‌پذیری متوسط و زیاد با استفاده از روابط مذکور انجام گرفته است. در نهایت با توجه به شکل‏پذیری‏های محوری و دورانی و همچنین آنالیز اقتصادی صورت گرفته بر مبنای روش DBA، در شکل‏پذیری متوسط روابط پیشنهادی بهینه‏ترین روش طراحی در تمامی ستون‏ها محسوب می‏شود. در شکل‏پذیری زیاد نیز، روابط پیشنهادی در ستون‏های دایره‏ای و مربع مستطیلی با مقاومت بتن 30 مگاپاسکال بهینه‏ترین روش طراحی است.