تحلیل رفتار اتصالات تیر-ستون در سازه های بتن آرمه تحت بارهای چرخه ای

اتصالات تیر-ستون یکی از مهم ترین و در عین حال آسیب پذیرترین نواحی در سازه های بتن آرمه محسوب می شوند که نقش اساسی در انتقال نیروهای ناشی از بارهای ثقلی و جانبی به ویژه زلزله ایفا می کنند. در این مقاله، رفتار اتصالات تیر-ستون بتن آرمه تحت بارهای چرخه ای مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل این ناحیه به دلیل رفتار غیرخطی مصالح، اندرکنش های پیچیده و تمرکز تنش ها، همواره یکی از چالش برانگیزترین مسائل در مهندسی سازه بوده است. در این تحقیق، ابتدا مکانیزم های انتقال نیرو و خرابی در اتصالات تیر-ستون تشریح شده و سپس پارامترهای موثر بر رفتار چرخه ای این اتصالات شامل مقاومت فشاری بتن، مشخصات آرماتورها، جزئیات آرماتورگذاری عرضی و میزان بار محوری ستون مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین روش های تحلیل عددی با استفاده از مدل های المان محدود نظیر مدل پلاستیسیته آسیب دیده بتن (CDP) در نرم افزار ABAQUS معرفی شده و نتایج حاصل از منحنی های نیرو-تغییرمکان، توزیع تنش ها و کرنش ها و تحلیل رفتار هیسترزیس اتصال ارائه می گردد. در ادامه، مطالعات آزمایشگاهی انجام شده بر روی اتصالات تیر-ستون تحت بارگذاری چرخه ای مرور شده و تاثیر پارامترهای مختلف بر ظرفیت جذب انرژی، شکل پذیری و زوال سختی مورد ارزیابی قرار می گیرد. در نهایت، ضوابط آیین نامه های معتبر نظیر ACI ۳۵۲R-۰۲ و ACI ۳۱۸-۱۴ در زمینه طراحی اتصالات تیر-ستون در مناطق لرزه خیز ارائه شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که وجود آرماتورهای عرضی کافی در ناحیه اتصال، تاثیر چشمگیری بر بهبود شکل پذیری و افزایش ظرفیت جذب انرژی اتصال دارد و آرایش مناسب آرماتورها می تواند به بهبود قابل توجهی در مقاومت و دوام اتصال منجر شود.

کلیدواژه ها:

اتصالات تیر-ستون ، بتن آرمه ، بارگذاری چرخه ای ، رفتار هیسترزیس ، تحلیل المان محدود ، شکل پذیری