رفتن به محتوای اصلی
x
تقویت برشی اتصالات دال - ستون بتن آرمه ی بدون بازشو و با بازشو تحت بار چرخه ای با عناصر FRP و فولادی
تاریخ دفاع
استاد

مجتبي ازهري

دانشکده
عمران_آموزش مجازی و پردیس

دال‌های تخت، یکی از انواع دال‌های بتن آرمه‌ی دو طرفه هستند که بهعلت مزایای فراوان نسبت به گونه‌هایدیگر دال، یکی از متداول‌ترینسیستم‌های سازه‌ای برای پوشش سقف ساختمان‌ها می‌باشند. اما، انتقال بارهایاعمال شده از ستون به دال موجب ایجاد تنش‌های برشی قابل ملاحظه‌ای در محل اتصالدال-ستون و در نهایت، ایجاد برش منگنه‌ای در آن می‌شود. بنا بر این، طراحی این نوع دال‌ها باید به گونه‌ای انجام شود که علاوه بر جلوگیری ازشکست خمشی، در مقابل شکست برش منگنه‌ای نیز مقاوم باشند. عوامل متعددی موجب کاهش محسوس عملکردبرشی دال‌هامی‌شوند. این عواملشامل ضعف در طراحی و اجرا، افزایش بار جانبی نسبت به ظرفیت باربری طراحی ناشی ازبارهای باد و زلزله، و ایجاد دریچه‌هایعبور تأسیسات در دال بدون در نظر گرفتن اثر آن‌ها در طراحی اولیه می‌باشند. بنا براین با توجه به موارد مذکور، محققین در تلاش هستند که روش‌های جدیدی در جهت تقویت برشی اتصالات دال‌-ستون گسترش دهند. بدین ترتیب هدف از اینتحقیق، تقویت برشی اتصالات دال-ستون با عناصر قائم تحت بارهای قائم و جانبی چرخه‌ایاست. عناصر مذکور دارای خصوصیات فیزیکی منحصر به فردی هستند که هر یک از آن‌ها باروش‌های خاصی مهار شدند.

   بدین ترتیب، 16 عدد دال مربعی بهبعد 1900 میلی متر و ضخامت 150 میلی متر ساخته شدند، که همراه با ستون مربعی بهبعد 250 میلی متر و ارتفاع 1000 میلی متر بودند. دو عدد از اتصالات دال-ستون بهعنوان نمونه‌های شاهد در نظر گرفته شدند، که یک عدد از آن‌ها دارای 4 بازشوی مربعیبه بعد 105 میلی متر در مجاورت ستون بود. سایر نمونه‌ها با عناصر قائم برشی تقویتشدند. این عناصر از سه جنس فولاد با مقاومت بالا، کامپوزت GFRP و CFRP هستند؛ تقویت کننده‌ها شامل پیچ‌ها از جنس فولاد بامقاومت بالا، میله‌های سنجاقی شکل از جنس فولاد با مقاومت بالا، کابل‌ها از جنسفولاد با مقاومت بالا، گل میخ‌هایبرشی سَر دار از دو جنس فولاد با مقاومت بالا و GFRP،میله‌های GFRP، و رشته‌های باد بزنی CFRP می‌باشند. در جهت به تعویق انداختن، و یا عدم جدا شدگی این عناصر بهمنظور استفاده‌ی بیش‌تر از ظرفیت برشی نظیرشان، از روش‌های مهاری متفاوتی استفادهشده است. پیچ‌ها، گل میخ‌ها، و کابل‌ها پس از کاشت با چسب دو جزئی به واسطه‌ی نیرویپیش تنیدگی در دال مهار شدند. اما میله‌های سنجاقی شکل به واسطه‌ی خم 90 درجه و کاشتبا استفاده از چسب دو جزئی در دال مهار شدند. میله‌هایGFRPتنها با استفاده از چسب دو جزئی در دال کاشته شدند. هم‌چنین، رشته‌های باد بزنی CFRPپس از کاشت با چسب دو جزئی در راستای سوراخ‌ها پهن شدند.  

   کمیت‌های ظرفیت باربری،شاخص شکل پذیری، ظرفیت استهلاک انرژی، کاهش سختی، نسبت باریک شدگی، و شاخص آسیب ازمنحنی‌های بار-تغییر مکان جانبی نمونه‌های آزمایشگاهی استخراج شدند. با مقایسه‌ینتایج آزمایشگاهی، گل میخ‌های برشی سَر دار از جنس GFRP بهترین عملکردرا در بهبود رفتار برشی اتصالات دال-ستون داشتند. هم‌چنین در بخش مطالعات تحلیلی،روشی جهت پیش بینی مود شکست اتصالات دال-ستون ارائه شد؛ و در بخش مطالعات عددی،مدلی صحت سنجی شده از دال‌های با بازشوی تقویت شده با عناصر قائم و افقی تحت بارقائم یک‌نوا ارائه شد.

تحت نظارت وف ایرانی