مطالعه عددی رفتار اتصال‌های بتنی تحت بار لرزه و آتش

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه اصفهان

2 دانشگاه اصفهان

doi
10.22065/jsce.2020.239684.2192
چکیده

اتصال تیر به ستون در قاب‌های خمشی بتن مسلح به علت تغییر خواص بتن تحت حرارت‌های بالا و قرار‌گیری اتصال تحت تلاش‌های رفت و برگشتی در هنگام زلزله جزء بحرانی‌ترین نقاط در عملکرد سازه می‌باشد. در تحقیق حاضر اتصال‌های بتنی تحت بار لرزه و سپس آتش قرار گرفته و در انتها جهت تعیین ظرفیت باقی مانده اتصال، یک تحلیل پوش‌آور صورت گرفته است. به منظور مطالعه پارامتریک اتصال‌های بتنی تحت بار لرزه و آتش از نرم‌افزار اجزاء محدود آباکوس و برای اعتبارسنجی و صحت عملکرد مدل اجزاء محدود، از نتایج آزمایشگاهی استفاده شده است. 5 نمونه اتصال بتنی با مقاومت فشاری متفاوت و 5 نمونه اتصال با درصدهای متفاوت از آرماتورهای طولی ستون ابتدا در دمای محیط، تحت بارگذاری لرزه‌ای قرار گرفته و سپس جهت بررسی اثرات آتش در میزان ظرفیت باربری، شکل‌پذیری، سختی و انرژی تلف شده‌ی اتصال، تحلیل حرارتی در دماهای متفاوت نیز صورت گرفت. در انتها نمودارهای بار- تغییرمکان جهت تعیین ظرفیت باقی‌مانده اتصال و همچنین جدول‌هایی جهت بررسی تغییرات شکل‌پذیری، سختی و انرژی تلف شده اتصال ارائه شده است. نتایج نشان داد که با افزایش مقاومت فشاری از 25 تا 45 مگاپاسکال انرژی تلف شده توسط اتصال بتنی %10 و سختی اتصال %35 افزایش پیدا کرده و شکل پذیری آن %8 کاهش پیدا کرده است. همچنین با افزایش درصد آرماتورهای طولی ستون از 1 تا %8، انرژی تلف شده توسط اتصال‌های بتنی و سختی‌ آن‌ها به ترتیب %190 و %50 افزایش پیدا کرده و شکل‌پذیری آن %290 کاهش پیدا کرده است. اتصال‌های بتنی مورد مطالعه پس از وقوع آتش سوزی تا دمای 200℃ به صورت تقریبی می‌تواند مقاومت جانبی خود را حفظ کند. مقاومت جانبی، شکل پذیری و سختی نمونه‌ها از دمای 600℃ به ترتیب حدود %55، %60 و %60 و تا دمای 1000℃ به ترتیب حدود %80، %80 و %340 کاهش پیدا کرده است.