بخشی از مقاله
چکیده
طراحی بر اساس ستون قوی- تیر ضعیف یکی از بندهای مهم در طراحی آیین نامه ها می باشد که باید در طراحی ها مورد توجه قرار گیرد. از این رو روند طراحی باید طوری باشد که مفصل پلاستیک در تیرها تشکیل شود، که این عمل با قوی کردن اتصالات میسر خواهد بود. روش های متفاوتی برای این کار وجود دارند که یکی از این روش ها تقویت اتصالات تیر- ستون بتنی با استفاده از الیاف FRP GRID می باشد.
درتحقیق حاضر با استفاده از مصالح FRP GRID به تقویت وجوه مختلف تیر در اتصال گوشه بتنی پرداخته شده است. بدین منظور در نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS المان تیر در چهار اتصال گوشه بتنی مدلسازی شد و مورد تقویت قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد درصورت تقویت حدوده 40 درصد از طول تیر در وجوه کناری و سطح بالای آن، ظرفیت باربری و شکل پذیری نمونه مبنا در حدوده 20 درصد و 280 درصد افزایش یافت.
-1 مقدمه :
طراحی اتصالات تیر-ستون عمدتاً به منظور حفظ یکپارچگی و استحکام اتصال و ظرفیت تغییر شکل در تیرها و ستون های متصل به آن انجام می شود. همچنین طراحی اتصال برای جلوگیری از کاهش سختی آن بر اثر ترک خوردگی و کاهش چسبندگی بین میلگردهای طولی تیر و ستون با از بین رفتن مقاومت مهاری میلگردهای تیر انجام می شود. به طورکلی فلسفه طراحی برای جلوگیری از وقوع شکست اتصالات در قالب اصل تیر ضعیف- ستون قوی بیان می شود. بدین لحاظ محققین توصیه می کنند که تیرها به گونه ای طراحی شوند که محل تشکیل مفصل پلاستیک تا حد امکان از هسته اتصال دور شود
این رفتار شکننده اتصالات در بعضی ساختمان های موجود باعث گردید تحقیقات گسترده ای برای تقویت اتصالات در این ساختمان ها انجام گیرد. در این تحقیقات که بیشتر جنبه آزمایشگاهی داشته اند به منظور مقاوم سازی رفتار اتصالات داخلی و خارجی قاب های خمشی بتن آرمه تحت اثر بارهای دینامیکی مورد بررسی قرار گرفتند.
یکی از روشهای تقویت اتصالات که اخیراً مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از کامپوزیت های الیافی FRP است. به طور کلی مقایسه نتایج حاصل از تحقیقات انجام شده بر روی اتصالات تقویت شده با FRP نشان می دهد که کامپوزیت های FRP برای تقویت اتصالات تیر به ستون بتن آرمه مفید می باشند. تحقیقات انجام شده بر روی اتصالات تقویت شده با FRP نشان می دهد که این مواد می توانند باعث افزایش ظرفیت برشی اتصالات - Antontopoulos and Triantafillou 2002 - و - Ghobarah and Said 2001 - افزایش ظرفیت خمشی تیر در محل اتصال - . - Parvin and Granata 2001 افزایش ظرفیت باربری.
در این مقاله چهار نمونه در نرم افزار المان محدود آباکوس ساخته شد و پس از تحلیل نتایج و رسم منحنی تنش-کرنش، میزان شکل پذیری و ظرفیت باربری تک تک نمونه ها بدست آمد و با نمونه مبنا مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج حاصل از این بررسی ها نگرشی درست از علت تقویت و دستیابی به بهترین شیوه تقویت با توجه به هزینه بالای مصالح FRP در اختیار قرار میدهد که به صورت جامع تر در ادامه تحقیق حاضر به آنها خواهیم پرداخت.
-2 تصدیق مدل با مطالعات آزمایشگاهی و عددی پیشین
در این تحقیق همانند کلیه مدلهای استاندارد، صحت مدل سازی و بارگذاریهای انجام شده بایستی تایید میشدند. بدین منظور نمونه های آزمایشگاهی - تسنیمی وهمکاران، - 2014 مدلسازی و تحلیل شدند. برای این کار مدلسازی کاملاً بر اساس شرایط ذکر شده در این تحقیقات صورت گرفت. پس از انجام مدلسازی و تحلیل مشخص شد که مدلسازی بر اساس مطالعات دیگر محققین، مطابقت قابل قبولی با نتایج به دست آمده از مطالعات حاضر دارد. نتایج تصدیق مدل و دیاگرامهای مربوطه در ادامه آورده شده است
به منظور صحت سنجی، مدل آزمایشگاهی در نرم افزار اجزا محدود ABAQUS مدلسازی و شبکه بندی شد. پس از انجام مدلسازی، نمونه در معرض بارگذاری یکطرفه قرار گرفت. در شکل 3 نمودار نیرو- تغییر مکان حاصل از تحلیل نمونه در نرم افزار ABAQUS آورده شده است.
شکل - . - 3 نمودار نیرو- تغییر مکان حاصل از تحلیل نمونه در نرم افزار ABAQUS
به منظور مقایسهی نتایج حاصل از مدلسازی در نرمافزار ABAQUS و مطالعت تسنیمی مورد ارزیابی قرار گرفت. مشاهده میشود که مطابقت قابل قبولی بین نتایج به دست آمده از مطالعات حاضر وجود دارد. نتایج تصدیق مدل و دیاگرامهای مربوطه در شکل آورده شده است. در این نمودار پوش آبی رنگ مربوط به نتایج حاصل از نرم افزار ABAQUS، حلقههای مشکی و پوش قرمز رنگ مربوط به نتایج نمونهی آزمایشگاهی میباشد.
