بهبود رفتار اتصال تیر به ستون فولادی پرشده با بتن با تقویت ستون در ناحیه اتصال

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران مرکز تحقیقات رباتیک و فناوری های نرم، دانشگاه آزاد

2 استادیار دانشکدۀ فنی و مهندسی، گروه عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

3 گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران مرکز تحقیقات رباتیک و فناوری های نرم، دانشگاه آزاد

4 دانشجوی دکتری دانشکدۀ فنی و مهندسی، گروه عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

doi
10.22065/jsce.2025.502452.3650
چکیده

استفاده از ستون‌های فولادی پرشده با بتن در ساختمان‌های مرتفع توجه زیادی را به خود جلب کرده است و علت آن مزایای این ستون‌ها نسبت به ستون‌های بتنی و فولادی متعارف می‌باشد. در سال های اخیر جدا از مزایای آن، اتصالات تیر به ستون فولادی پر شده با بتن با چالش‌هایی مهمی همراه است. از جمله این چالش‌ها می‌توان به نحوه انتقال بار از جداره فولادی به بتن، توزیع مناسب تنش، ممانعت از ایجاد تمرکز تنش و خزش بتن اشاره نمود. با توجه به خزش بتن به مرور زمان توزیع نیروها می‌تواند دست‌خوش تغییرات باشد. در پژوهش حاضر نوع جدیدی از اتصال تیر به ستون به منظور بهبود رفتار در ناحیه اتصال مطرح گردیده که با افزایش سطح مقطع ستون در ناحیه اتصال همراه است. در این مقاله به بررسی عددی رفتار اتصال مطرح شده پرداخته شده است. نمونه‌ها در نرم افزار اجزا محدود ABAQUS مدلسازی و از تحلیل استاتیکی غیرخطی استفاده شده است. نمونه‌ها تحت بار چرخه‌ای تحلیل و منحنی های لنگر-دوران استخراج گردیده است. همچنین تاثیر استفاده از مقاطع ارتقاء یافته (UCFT) در ناحیه اتصال نیز بررسی شده است. بررسی‌های عددی حاکی از آن است که اتصال جدید معرفی شده می‌تواند تنش در نواحی انتقال بار از جداره به بتن هسته را کاهش، مقاومت نهایی اتصال را تا 88/14درصد، میزان جذب انرژی تا 34/66 درصد، سختی دورانی تا 94/13درصد و فاصله مفصل پلاستیک از بر ستون را افزایش داده و در مجموع عملکرد اتصال را بهبود بخشد. همچنین استفاده از مقطع ارتقاء یافته نسبت به مقاطع معمولی متداول می‌تواند باعث افزایش مقاومت نهایی اتصال تا 86/8 درصد، میزان جذب انرژی تا 39/37 درصد و سختی دورانی تا 94/7درصد گردد.