رفتار اتصالات پیش ساخته بتنی تیر ستون با خاموت گذاری فشرده و نیمه فشرده تحت بارهای رفت و برگشتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

2 دانشگاه سمنان

چکیده

دراینمقالهرفتاریکنوعاتصالصلبتیربهستونپیشساختهبتنیپیشنهادی با دو نوع بتن متفاوت معمولی و توانمند الیافیتحتاثرباررفتوبرگشتی افزاینده و بار محوری ثابتتحلیلوبررسیشدهاست.  دراین  تحقیق،اتصالمیانی تیر-ستون بتنی پیشساختهبر اساس آئین نامه ACI 318 طراحی گردید و سپس بهروشاجزاءمحدود،مدلسازیشدهاست که نتایجحاصلازتحلیلعددیبانتایجموجودآزمایشگاهیمطابقت  خوبی داشتهاست. مدل های عددی با خاموت گذاری فشرده و نیمه فشرده در ناحیه  طول بحرانی اتصال ایجاد و با تغییر در مقاومت بتن، نوع بتن و استفاده از بتن های توانمند، رفتار اتصال تحت بارهای رفت و برگشتی مقایسه شده است.براساسنتایجبدستآمدهازتحلیلغیرخطیاجزاءمحدودنمونهها،ملاحظهمیگردد با افزایش مقاومت بتن، سختی اتصال و مقاومت نهایی تا 10 درصد افزایش پیدا کرده و با استفاده از بتن های الیافی HPFRCC و خاموت فشرده در چشمه اتصال ، شکل پذیری به نحو چشمگیری تا 35 درصد افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The behavior of precast concrete beam-column connection with congested and non-congested stirrup under cyclic loading

نویسنده [English]

  • Amin Ataeii 2
2 Semnan University
چکیده [English]

 
The behavior of a suggested concrete precast beam-column connection with two different plain and high performance fiber HPFRCC concretes under increasing cyclic loading and constant axial loading are analyzed and investigated in this paper. The internal precast concrete beam-column connection was initially designed based on ACI 318 design code and modeled with finite element method and the analytical results was verified with experimental results and then there was appropriate collaboration between both results.  The numerical models with congested and non-congested stirrups in the critical zone were created and the behavior of connection under cyclic reversal loading were compared with considering two different concrete as regular and HPFRCC.  The results from non-linear finite element analysis indicated that with increasing concrete strength, the stiffness and ultimate strength of connections increased up to 10% and the ductility of connection cast with HPFRCC concrete was significantly increased up to 35%  with congested stirrups.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • “Precast connection”
  • “HPFRCC concrete”
  • “Cyclic loading”
  • “Congested stirrups”
 

[1] Park, R. and Thompson, K.J., 1977, “Cyclic load tests on prestressed and partially prestressed Beam-Column joints”. PCI Journal. V.22.NO.5.PP.84-110.

[2] Bull, D.K. and Park, R. 1986, “Seismic Resistance of Frames Incorporating Precast Prestressed concrete

Beam Shells”. PCI Journal. V.B1.NO.4. PP.54-93.

[3] مولودی، فرزین، خیرالدین ،علی، 1395، مقایسه ضوابط طراحی اتصالات تیر به ستون بتن آرمه از دیدگاه آیین نامه،ACI318-2014 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (1392) و آیین نامه بتن ایران (آبا)"، نشریه علمی- ترویجی مصالح و سازه های بتنی، سال اول، شماره اول.

[4] آغنی، کیان ، افشین، حسن، 1395، " تقویت برشی تیرهای بتن آرمه با پانلهای پیش ساخته بتن فوق توانمند الیافی"، نشریه علمی- ترویجی مصالح و سازه های بتنی، سال اول، شماره اول.

[5] شربتدار، محمد کاظم، نریمانی، ابوالفضل ، 1397،  " مقاوم سازی اتصالات تیر به ستون بتنی به کمک صفحات فلزی محصور کننده  تحت بارهای لرزه­ای"، نشریه علمی- ترویجی مصالح و سازه های بتنی، سال سوم، شماره دو.

[6]  آهوقلندری، سید نیرم   ، اسماعیلی، جمشید ، فرزام، مسعود، 1396، "مقایسه عملکرد یک نوع اتصال تیر به ستون بتنی پیش‌ساخته رایج با اتصالات بتنی درجای معادل" ، تحقیقات بتن ، دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی   18  ، صفحه 79-94  .

[8] یحیی آبادی، علی اکبر، طالب‌خواه، روزبه، ادیبی ، مهدی ، 1398، "منحنی شکنندگی برای قاب‌های بتن مسلح پیش‌ساخته با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی و مقایسه آن با تحلیل دینامیکی فزاینده"، مجلـه ی علمی و پژوهشـی شریـف (زیر چاپ)

 

[9] Pillai, S.U. and Kirk, D.W. 1981, “Ductile Beam-Column Connection in Precast Concrete”. ACI Structural Journal. V.78 No.6, PP.480-487.

[10] Bhatt, P. and Kirk, D.W. 1985, “Tests on an improved Beam-Column connection for precast concrete”. ACI Structural Journal V.82 NO.6. PP.834-843.

[11] Sekin, M. and Fu, H.C. 1990, “Beam-Column Connection in Precast Reinforced Concrete Construction”. ACI Structural Journal V.87.NO3.PP252-261.

[12] Stanon, J.F., Anderson, R.G., Dolan, C.W. and Mc Cleary, D.E. 1986, “Moment Resistant Connection and Simple Connections”. Research project NO.1/4. Precast/Prestressed Concrete Institute. Chicago.

[13] French, C.W., Hafner, M. and Jayashnakar, V. 1989, “Connection between Precast Elements-Failure within Connection Region”. ASCE Journal of Structural Engineering.V.115.NO.12.PP.3171-3192.

[14] French, C.W., Amu, O. and Tarzikhan, C. 1989, “Connection between Precast Elements-Failure Outside Connection Region”. ASCE Journal of Structural Engineering.V.115.NO.2. PP.316-340.

[15] Cheok, G. and Lew, H.S. 1991, “Performance of Precast Concrete Beam to Column Connections Subject to Cyclic Loading”. PCI Journal.

[16] Tankat, A.T., Ersoy, U. and Ozacebe, G. 1998,”Seismic performance of Precast Concrete Connection”, The 11th European Conference on Earthquake Engineering. Balkema, Austria. PP.30-37.

[17] Khaloo, A.R. and Parastesh, H. 2003, “Cyclic Loading of Ductile Precast Concrete Beam-Column

Connection”. ACI Structural Journal. V.100. NO.3. PP.291-296.

[18] Khaloo, A.R. and Parastesh, H. 2003, “Cyclic Loading Response of simple Moment-Resisting Precast Concrete Beam-Column Connection”. ACI Structural Journal. V.100. NO.4. PP.440-445.

[19] Sudhakar, A., Kulkarni, B., Li, Yip, W.K.  2007, “Finite element analysis of precast hybrid-steel concrete connection under cyclic loading” Journal of Constructional Steel Research.

[20] Can Girgin, S., Serkan Misir, I., Kahraman, E., 2017, “Experimental Cyclic Behavior of Precast Hybrid Beam-Column Connections with Welded Components”, International Journal of Concrete Structures and Materials, Volume 11, Issue 2, pp 229–245.

[21] Wahjudi, d., Suprobo, P.,   Sugihardjo, H. 2014, “Behavior of Precast Concrete Beam-to-Column Connection with U- and L-bent Bar Anchorages Placed Outside the Column Panel–experimental Study”, Procedia Engineering, Volume 95, Pages 122-131

[22] J.D. Nzabonimpa, J.D., Hong, W.K., Park, S.,  2016, “ Experimental investigation of dry mechanical beam–column joints for precast concrete based frames”, Tall and special building. https://doi.org/10.1002/tal.1302.

[23] Mander, J.B. , Priestley, M.J.N. , Park, R. 1988 , “Theoretical stress-strain model for confined concrete” Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 8, pp. 1804-1826.

[24] Hibbitt, Karlson & Sorensen Inc. ABAQUS/standard user’s manual, Version 6.5. Providence (RI), 2005.