بخشی از مقاله
چکیده
بیشتر گسیختگی سازه های بتن آرمه نه به دلیل نواقص موجود در تحلیل سازه یا عدم کفایت طرح اعضاء، بلکه به دلیل توجه نا کافی به جزئیات آرماتورگذاری و ضعف اتصالات آنها رخ می دهد .با توجه به زلزله خیز بودن کشور ایران اهمیت این نکته دو چندان می گردد .در هنگام وقوع زلزله نیروی برشی قابل توجهی به اتصالات تیر به ستون یک سازه وارد می گردد، این در حالی است که اتصالات وظیفه انتقال کامل تمامی لنگرهای خمشی، پیچشی و نیروهای محوری و برشی بین اعضای متصل به هم را به عهده دارند. لذا ناحیه اتصال یکی از محتمل ترین نقاط ضعف سازه های بتن آرمه می باشد. به طور خلاصه مشکل عمده ای که اتصال تیر ستون را از سایر اتصالات - دیوار به سقف،ستون،دال و غیره - متمایز می کند،این است که ناحیه تقاطع تیر به ستون کوچک است و تعبیه حجم زیاد میلگرد در این ناحیه مشکل می باشد استفاده از ماهیچه بتنی مثلثی شکل در محل اتصالات می تواند مشکل فوق را بهبود بخشد و همچنین به دلیل افزایش صلبیت اتصالات امکان تشکیل مفصل پلاستیک را از ناحیه اتصال دور می سازد.در این تحقیق که از نرم افزار المان محدود ABAQUS استفاده شده و اثر ماهیچه بتنی در جذب انرژی مورد بررسی قرار گرفته است تحلیل به صورت آنالیز غیر خطی و بار چرخه ای می باشد.
واژه های کلیدی: اتصالات ماهیچه ای، سازه های بتنی، بار چرخه ای، نرم افزار ABAQUS
-1 مقدمه
بتن یکی از پرمصرف ترین فرآورده های ساختمانی در جهان به شمار می آید ویژگی های بسیار خوب بتن عبارت است از: اقتصادی بودن، سهولت دسترسی به اجزای تشکیل دهنده ی آن در اکثر مناطق، دارا بودن فرم پذیری و پایایینسبتاً بالا این ویژگی های بتن باعث توجه روز افزون به کاربرد آن شده است بدین سبب لازم است که متخصصین خواص اجزای تشکیل دهنده و مراحل اساسی در ساخت،نگهداری و گاه تعمیر و مرمت آن را به خوبی بشناسند.
در یک قاب بتن آرمه ظرفیت باربری و شکل پذیری قاب به مقدار زیادی وابسته به جزئیات آرماتورگذاری اتصالاتی است که تیرها و ستون ها را به هم مرتبط می سازد، بنابراین برای اینکه رفتار مناسبی از سازه انتظار داشته باشیم اتصالات آن باید طوری طرح شوند که حداقل دارای ظرفیت باربری به اندازه اعضای تشکیل دهنده آن در حالت حدی نهایی باشند. با وجود اینکه جزئیات آرماتورگذاری لازم برای داشتن چنین رفتاری برای اتصال کاملا شناخته شده و واضح نیست، تحقیقات محدودی بر روی جزئیات آرماتورگذاری مختلف برای اتصال گوشه تحت تاثیر لنگرهای مثبت - باز کننده - یا لنگرهای منفی - بسته کننده - تاکنون گزارش شده است.[1]این تحقیقات نشان می دهد که بسیاری از جزئیات مرسوم در اتصالات تنها کسر کوچکی از مقاومت مفروض برای آنها را انتقال می دهند. در حالت ایده آل یک اتصال باید لنگری حداقل برابر با لنگر گسیختگی محاسبه شده در اعضای متصل به آن را تحمل کند ،یعنی ظرفیت اتصال باید حداقل 100 درصد ظرفیت اعضای متصل به آن باشد.[2]اجرای ماهیچه ای بتنی در ناحیه اتصال یکی از راههای بسیار موثر صلب کردن ناحیه اتصال در سازه های بتنی می باشد افزایش صلبیت اتصالات به واسطه استفاده از ماهیچه، منجر به کاهش تنش های برشی وارد بر اتصالات می گردد که در نتیجه این کاهش تنش های برشی،مقدار آرماتورهای برش گیر کاهش پیدا خواهد کرد که این مساله باعث رفع مشکلات اجرایی در رابطه با تراکم آرماتورها در ناحیه اتصال می گردد.[3]
-2 معرفی تحقیق
در این مقاله که در خصوص اتصالات بتنی ماهیچه ای که تحت بار چرخه ای قرار گرفته اند مورد تحلیل و بررسی قرار میگیرد که در کل 5 نمونه اتصال در حالات مختلف تحت بارگذاری هیسترزیس میباشد.
-3 هدف از تحقیق
هدف از این تحقیق بررسی رفتار لرزه ای اتصالات ماهیچه ای و مقایسه آن با سیستم های متعارف اتصال تحت بار چرخه ای، بررسی جذب انرژی این گونه اتصال و مقایسه آن با سیستم های متعارف و بررسی مقاومت اتصال ماهیچه ای در برابر بارهای رفت و برگشتی - سیکلیک - می باشد.
-4 مدلسازی
در این قسمت مدلسازی اتصال بتنی با طول ماهیچه های متفاوت بررسی شده است ابعاد اتصال درجدول 1 داده شده و شکل 1 شکل اتصال تیر ستون بتنی مدل سازی شده در نرم افزار المان محدود ABAQUS را نشان می دهد.
جدول : 1 مشخصات نمونه ها
شکل : 1 نحوه اتصال بعد ماهبچه در نمونه ها
-1-4 مدلسازی اتصال بتنی
مدلسازی اتصال بتنی طرح به این صورت است که یک ستون 40×40 سانتیمتر به طول 2 متر و یک تیر 45×35 سانتیمتر به طول 1متر است.چون در این مقاله از چندین مدل اتصال ماهیچه ای استفاده شده در این جا فقط شکل نمونه اول که اندازه H=20cm بیان شده را ایجاد می کنیم.
شکل : 2 مدلسازی اتصال بتنی
