بررسی عددی تأثیر تنش های حرارتی بر رفتار اتصالات تیر عریض-ستون بتن مسلح

Abstract

آتش سوزی یکی از مخاطراتی است که مطالعه پیرامون اثرات آن بر سازه های مختلف ضروری می باشد. آتش سوزی می تواند باعث وارد آمدن خسارات اجتماعی و اقتصادی وسیع گردد. بعلاوه اطلاع از میزان خرابی بتن در معرض حرارت نیز می تواند در مباحث مقاوم سازی سازه ها به طراحان کمک کند. اتصالات یکی از نواحی بسیار حساس در کلیه قاب‌های سازه‌ای اعم از فولادی و بتنی می‌باشند که عملکرد آنها اثر بسیار مهمی بر روی پاسخ سازه دارد. بدین منظور مطالعه پیرامون رفتار انواع اتصالات تیر- ستون در شرایط محیطی متفاوت قابل اهمیت می باشد. شایان ذکر است، داده های آزمایشگاهی و عددی پیرامون رفتار اتصالات تیر- ستون بتن مسلح در حرارتهای بالا موجود نمی باشد. بعلاوه بدلیل ویژگی خاص اتصالات تیر عریض- ستون یعنی عبور بخشی از آرماتورهای طولی تیر عریض از خارج چشمه اتصال، در این پژوهش رفتار اتصالات تیر عریض- ستون بتن مسلح تحت تأثیر تنشهای حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله 9 مدل عددی اتصال تیر عریض- ستون تحت آتش سوزی مورد بررسی قرار گرفت. پس از اعتبارسنجی نمونه های مدلسازی شده، مطالعه پارامتریک بر روی آنها انجام شد. پارامترهایی از قبیل ارتفاع تیر عریض، مساحت میلگرد های تیر، مقاومت بتن و درصد میلگرد های عبوری از چشمه اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که با افزایش ارتفاع تیر، مقاومت سازه در برابر حریق بیشتر می گردد. همچنین با افزایش مساحت میلگرد و مقاومت بتن، مقاومت سازه در برابر آتش بیشتر می شود. بعلاوه با کاهش میلگرد عبوری از چشمه اتصال، مقاومت سازه در آتش سوزی کاهش می یابد. در تمامی این موضوعات یک ویژگی مشترک وجود دارد؛ تمامی اتصالات در دمای حدود 450 درجه سانتی گراد شروع به تشکیل مفصل پلاستیک کرده و این دما در اتصالات، در زمانی حدود 200 دقیقه پس از شروع آتش سوزی شکل می گیرد.