بررسی آزمایشگاهی تقویت برشی اتصالات تیر-ستون کناری بتن آرمه به کمک بولت‌های پس‌تنیده خارجی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22060/ceej.2023.21181.7641
چکیده

اتصالات تیر-ستون بتن آرمه به دلیل نقش کلیدی که در انتقال بارهای ثقلی و جانبی از تیر به ستون دارند از اهمیت بالایی برخوردارند. با بررسی ساختمان‌های خسارت دیده در زلزله­ های اخیر مشخص شده است که اتصالات تیر-ستون بتن آرمه جزء آسیب­ پذیرترین اعضای قاب­ های خمشی بتن آرمه می‌باشند. عمده ­ترین نوع شکست اتصالات بتن آرمه، شکست برشی ناشی از عدم اجرا و یا ناکافی بودن آرماتورهای عرضی در محل چشمه اتصال می ­باشند. در این پژوهش که شامل یک برنامه آزمایشگاهی می­ باشد، سعی شده است روشی کاربردی و موثر جهت مقاوم­ سازی و بهسازی اتصالات دارای ضعف برشی در محل چشمه اتصال ارائه گردد. بر همین اساس و با توجه به بهبود خواص مکانیکی بتن محصور شده نسبت به بتن محصور نشده، استفاده از سیستم پس­تنیده خارجی پیشنهاد گردید. در سیستم پس­تنیده خارجی از دو الگوی افقی-قایم و مورب بولت­ های پس­تنیده در اطراف چشمه اتصال استفاده شد. اجرای پس­تنیده بولت­ های تقویتی در اطراف اتصال، موجب افزایش محصور شدگی هسته اتصال شد. علاوه بر این، سیستم پس­تنیده خارجی موجب بزرگ­تر شدن ابعاد اتصال شد که این موضوع موجب توزیع تنش­ها در سطح بزرگ­تری از مقطع شد. برنامه ­ی آزمایشی شامل چهار نمونه اتصال تیر-ستون بتن آرمه با مقیاس 1/2 بود که دو نمونه به عنوان نمونه­ های کنترلی و دو نمونه­ی دیگر به روش ­های پیشنهادی مورد تقویت قرار گرفتند. به منظور ارزیابی عملکرد لرزه­ای سیستم تقویت پیشنهادی، پارامترهای لرزه ­ای نمونه­ ها شامل: ظرفیت نهایی، میزان جذب انرژی، سختی، میرایی و ضریب شکل ­پذیری هر یک از نمونه­ ها استخراج و مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج آزمایشات عملکرد بسیار مناسب سیستم­ های تقویتی در برابر بارهای لرزه ­ای را نشان دادند، به گونه­ ای که در نمونه­ های تقویتی، خرابی از چشمه اتصال خارج و به داخل تیر منتقل شد. ظرفیت نهایی نمونه­ های تقویتی در حدود 50% و میزان جذب انرژی آن­ها نیز در حدود 200% افزایش یافت. هم­چنین، مقادیر میرایی و ضریب شکل­ پذیری نمونه ­های تقویتی به ترتیب در حدود 100% و 32% افزایش پیدا کردند.