بررسی رفتار اتصال تیرفلزی با مقطع کاهش یافته به ستونهای بتن آرمه

Abstract

پس از زلزله‌های دهه‌های اخیر که باعث ایجاد خرابی‌های گسترده در اتصالات تیر به ستون شد، دانشمندان و مهندسان اتصالات جدیدی را برای جلوگیری از شکست‌های ترد ارائه نمودند. از انواع این اتصالات جدید می‌توان به اتصال تیرفولادی به ستون بتنی(RCS) و اتصال تیرفولادی با مقطع کاهش ‌یافته به ستون فولادی(RBS) اشاره کرد. اما این اتصالات جدید ایراداتی نیز دارند، مهمترین ایراد اتصال RCS عدم دورشدن کافی مفصل پلاستیک از چشمه اتصال و مهمترین ایراد اتصال RBS باربری کم ستون فولادی در مقایسه با ستون بتنی می‌باشد. هدف از انجام این پژوهش ترکیب دو اتصال RBS وRCS و بررسی رفتار اتصال ترکیب ‌یافته جدید است. در اتصال ترکیب ‌یافته، ستون از نوع بتنی بوده و تیر فولادی متصل به ستون دارای مقطع کاهش ‌یافته می‌باشد. با این ترکیب، هم ایراد اصلی اتصال RCS و هم ایراد اصلی اتصال RBS برطرف خواهد شد. اتصال ترکیب ‌یافته جدید، در حالت ستون عبوری از ناحیه اتصال بوده و از لحاظ موقعیت قرارگیری، از نوع ستون گوشه است. در این مقاله اتصال ترکیب ‌یافته جدید پیشنهادی در نرم‌افزار مدلسازی شده و تاثیر پارامترهایی چون عمق برش تیر، ضخامت ورق پوششی (کاورپلیت) و ضخامت سخت‌کننده بررسی شده و با اتصال RCS مقایسه شد. مطالعات پارامترهای ذکر شده روی اتصال پیشنهادی نشان می‌دهد که عمق برش تیر تاثیر بسزایی در کاهش خرابی فشاری و خرابی کششی بتن دارد و باعث کاهش تنش در کاورپلیت، سخت‌کننده و آرماتورها می‌گردد. افزایش ضخامت ورق پوششی نیز خرابی فشاری و کششی بتن و جذب انرژی اتصال را افزایش داده و باعث کاهش تنش در کاورپلیت می‌شود همچنین باعث انتقال مفصل پلاستیک بر روی تیر می‌شود. افزایش ضخامت سخت‌کننده نیز خرابی فشاری و کششی بتن، تنش سخت‌‌کننده و تنش آرماتورها را کاهش می‌دهد و همچنین باعث افزایش تنش در کاورپلیت شده و به مقدار اندکی جذب انرژی اتصال را افزایش می‌دهد. بطور کلی جایگزینی تیر با مقطع کاهش یافته بجای تیر معمولی در اتصال مرکب باعث بهبود عملکرد اتصال میگردد.