بررسی آزمایشگاهی و عددی رفتار چرخهای تیرهای بتنآرمه با استفاده از سیستم ضد کمانش ورق فولادی دورگیر در محل مفصل پلاستیک
نویسندگان
1 استاد، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2 استاد، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
3 دانشجوی دکتری، مهندسی سازه، گروه مهندسی عمران، پردیس بین الملل دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
doi
10.22065/jsce.2023.409497.3188چکیده
در قابهای خمشی بتنآرمه، در محل مفصل پلاستیک تیرهای بتنی، بیشترین تغییر شکلهای موردنیاز سازه تأمین میشود و به همین دلیل است که همواره در آییننامههای مختلف طراحی لرزهای، ضوابط بسیار سختگیرانهای در مورد فاصله بین آرماتورهای عرضی در نظر گرفتهشده است که اجرا و بتنریزی در این نواحی را به دلیل ازدیاد آرماتور دچار مشکل میکند. در محل مفصل پلاستیک تیرهای بتنی با ارتفاع زیاد، به دلیل ازدیاد نیاز کرنشی آرماتورهای طولی، آرماتورهای با قطرکم تحت بارهای چرخهای، دچار کمانش شده و بهصورت خستگی تحت کمانش بارهای چرخهای کوتاه، گسیخته میشوند. در این پژوهش، با معرفی یک سیستم جدید برای استفاده در محل مفصل پلاستیک تیرهای بتن مسلح، سعی داشتیم تا مشکلات مطرحشده در مفصل پلاستیک سازههای بتنی را حلوفصل کنیم. بررسیهای انجامشده در این تحقیق، هم بهصورت آزمایشگاهی و هم بهصورت عددی بوده که در ابعاد واقعی و تحت بار چرخهای، در نظر گرفتهشده است. در سیستم معرفیشده جدید در محل مفصل پلاستیک، با استفاده از دو ورق فولادی خم و سوراخکاری شده، یک سیستم مهاری برای آرماتورهای طولی ساختهشده است که هم بتواند یک محصورشدگی مناسب برای کمانش آرماتورهای طولی در ناحیه مفصل پلاستیک باشد، و هم با افزایش محصورشدگی بتن هسته مرکزی تیر، شکلپذیری سیستم را افزایش دهد. نمونههای آزمایشگاهی تعداد 2 نمونه 5 متری بوده که نمونه اول، بدون ورق دورگیر فولادی و بهصورت معمولی طراحی و ساخت شده است ولی در نمونه دوم، از سیستم ضد کمانش ورق دورگیر کننده استفادهشده است. با مشاهده نتایج آزمایشهای تجربی و عددی، میتوان به این نتیجه رسید که با استفاده از ورق فولادی در محل مفصل پلاستیک، از کمانش آرماتورهای طولی بهصورت کلی در جهت خارج از تیر، جلوگیری شده است. همچنین با تحلیل مدلهای عددی با استفاده از نرمافزار اجزا محدود LS-Dyna، عملکرد مثبت این سیستم بررسیشده است.