شماره راهنما :
1547 دكتري
پديد آورنده :
پاك نژادي، عبدالحسين
عنوان :
بررسي آزمايشگاهي تاثير ميلگردهاي كلاهك‌دار و بتن خودتراكم بر عملكرد اتصالات خارجي تير-ستون بتن آرمه تحت بارگذاري چرخه اي شبه استاتيكي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ظ ،152ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
كياچهر بهفرنيا
استاد مشاور :
محمدرضا افتخار
توصيفگر ها :
آرماتوركلاهك دار , بتن خودتراكم , اتصالات خارجي تير ستون , بارگذاري چرخه اي , معيارهاي لرزه اي اتصال , نسبت مساحت كلاهك
استاد داور :
مرتضي مدح خوان، امير مهرداد محمدحجازي، محمدعلي رهگذر
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/11/21
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/11/21
چكيده فارسي :
چكيده بررسي آزمايشگاهي تاثير ميلگردهاي كالهكدار و بتن خودتراكم بر عملكرد اتصاالت خارجي تير ستون بتن آرمه تحت بارگذاري چرخه اي شبه استاتيكي يكي از مهمترين نواحي تاثيرگذار بر عملكرد مناسب يك سازه بتنآرمه در برابر بارهاي چرخهاي اتصاالت آن ميباشد با توجه به تراكم و ازدحام ميلگردها در محل اتصاالت به ويژه اتصاالت خارجي كه ميتوانند مانع اجرا و تراكم مناسب بتن گردند راهحلي كه تراكم آرماتور در ناحيه اتصال را كاهش دهد بسيار مطلوب خواهد بود مشكل ازدحام ميلگرد با وجود حجم باالي خاموتها و قالبها بغرنجتر و بحرانيتر ميشود اجراي وقتگير ميلگردگذاريهاي فشرده يك نگراني جدي در اعضا و اتصاالت با ميلگردهاي زياد ميباشد از جمله راهحلهاي ممكن براي حل مشكل ازدحام استفاده از ميلگردهاي كالهكدار به جاي ميلگردهاي قالب شده و جايگزيني بتن معمولي با بتن خودتراكم ميباشد بيرون كشيدهشدن ميلگردهاي خمشي قبل از اين كه اتصال به ظرفيت كامل خود برسد به علت مهار ناكافي ميلگردهاي تير در اتصال يكي از داليل خرابي اتصاالت ميباشد آييننامه 41 813 ACI به منظور كاهش تراكم آرماتور در اتصاالت استفاده از ميلگردهاي كالهكدار را با محدوديتهايي توصيه نموده است برخي از اين محدوديتها در مورد نوع بتن مصرفي و فاصلهي آزاد بين ميلگردهاي كالهكدار است 2 در اين پژوهش تعداد 8 نمونه اتصال خارجي با مقياس 3 ساخته شد و تحت بارگذاري چرخهاي قرار گرفت اين آزمايشها براي بررسي ضوابط لرزهاي اين نوع اتصاالت در چهار حالت 1 تغيير نوع بتن مصرفي از بتن معمولي به بتن خودتراكم 2 كاهش فاصلهي آزاد بين ميلگردهاي كالهكدار تا 3 2 06db استفاده از دو رديف ميلگرد كالهكدار با فاصلهي قائم تا 2 50db از هم و 4 كاهش نسبت مساحت كالهك به مساحت ميلگرد مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند اتصال انتخاب شده از يك ساختمان 4 طبقه با ارتفاع هر طبقه 51 3 متر و ابعاد دهانهي 00 5 متر در هر دو طرف پالن با بار مرده 006 كيلوگرم بر مترمربع و بار زنده 002 كيلوگرم بر مترمربع جهت طراحي در منطقه با زلزلهخيزي متوسط انتخاب شده است نتايج بدست آمده نشان ميدهد كه استفاده از بتن خودتراكم موجب بهبود رفتار لرزهاي اتصال شده است عملكرد اتصال با كاهش فاصلهي آزاد بين ميلگردها استفاده از دو رديف ميلگرد كالهكدار و همچنين عملكرد اتصال با كاهش نسبت مساحت كالهك به مساحت ميلگرد طولي به ميزان 52 درصد همچنان قابل قبول ميباشد در نمونههاي شاهد استفاده از بتن خودتراكم موجب افزايش كارايي اتصال و باالتر رفتن ظرفيت اتصاالت ميشود و عرض تركهاي ايجاد شده در بتن خودتراكم نيز در حدود 48 آنها در بتن معمولي است در حالت بتن خودتراكم افزايش ظرفيت بار نهايي نسبت به نمونهي شاهد به ميران حدود 04 2 مشاهده شد با كاهش فاصلهي آزاد ميلگردهاي كالهكدار تا 2 06db براساس معيارهاي پذيرش آييننامههاي 5002 473 ACI و 41 813 ACI رفتار مناسب و عملكرد لرزهاي رضايت بخش داشتهاند البته در نمونهي با بتن خودتراكم مفصل پالستيك در فاصلهاي دورتر از ناحيهي اتصال رخ داده كه نشاندهندهي رفتار بهتر نسبت به بتن معمولي است با كاهش نسبت مساحت خالص كالهك به ميلگرد تا حدود 3 در هر دو حالت نوع بتن افزايش ظرفيت بار نهايي نسبت به نمونهي شاهد مشاهده شد كه در نمونهي با بتن خودتراكم اين افزايش بيشتر بوده است و كارايي اتصال نسبت به نمونهي شاهد از مقدار مجاز آييننامه كمتر نشد و در نمونهي با بتن خودتراكم حدود3 نسبت به نمونهي افزايش كارايي مشاهده شد استفاده از دو رديف ميلگرد طولي كالهكدار در اتصاالت خارجي با فاصلهي قائم 2 50db از هم باعث افزايش ظرفيت بار نهايي به ميزان 07 4 شده است كه بيشترين افزايش ظرفيت در تمام نمونهها بوده است ضمن اينكه كارايي اتصال نسبت به نمونهي شاهد از مقدار مجاز آييننامه كمتر نشد و در نمونهي با بتن خودتراكم حدود8 5 نسبت به نمونهي شاهد افزايش كارايي حاصل شد كه بهترين كارايي اتصال در تمام نمونهها بود كلمات كليدي آرماتوركالهكدار بتن خودتراكم اتصاالت خارجي تير ستون بارگذاري چرخهاي معيارهاي لرزهاي اتصال نسبت مساحت كالهك ط
چكيده انگليسي :
Experimental Study of SCC beam column joint with Headed Bars Subjected to Cyclic Loading Abdollhossein Paknejadi Email paknejadi1982@yahoo com Pardis College Civil Engineering group Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree PhD Language FarsiSupervisor s Kiachehr Behfarnia kia@iut ac irAbstractBeam column joint is one of the most important areas in reinforced concrete buildings in terms of ductility inearthquake areas The density and congestion of the joints in the exterior joints can adversely influence theperformance and the proper concrete density This problem gets more complicated and critical given the highvolume of stirrups and hooks The simultaneous use of the head at the end of the bar instead of bending the endsand the replacement of the normal concrete with the self consolidating one can be a good solution The use of theself consolidating concrete can address the concern of concrete placement in sections with massive reinforcementor unavailable areas for consolidation The ACI318 14 code recommends limiting the use of headed bars to reducethe congestion of the reinforcement in the joints Some of these limitations are related to the type of concrete usedand the clear space between the headed bars In this study 8 exterior joint specimens were constructed with a 2 3scale and placed under cyclic loading These tests were employed to investigate the seismic criteria of these typesof joints in three ways 1 changing the type of concrete used from the normal concrete to the self consolidatingone 2 reducing the clear spacing between the headed bars to 2 06db and 3 using two layers of headed bars withthe vertical spacing of up to 2 50db from each other 4 the joint was designed with the relative head area set to 3instead of 4 These joints consisted of a 4 story structure with an elevation of 3 15 m each and the dimensions of5 00 m on each side of the plan with a dead weight of 6 m2 and a live load of 2 m2 for design in asuitable earthquake prone area The results showed that Using self consolidating concrete instead of the normalone in the joints with headed bars could increase the joint efficiency and enhance the capacity In the self consolidating mode the increase in the final load capacity was observed to be about 2 40 relative to the controlspecimen In both normal and self consolidating concrete joints with the clear spacing of headed bars up to 2 06db the joint efficiency was lower than the control specimen but it was not less than the permitted amount specifiedin the code It can therefore be concluded that the code seismic criteria for reducing the clear spacing of theheaded bars to 2 06db could be satisfied in the case of using both self consolidating concrete and the normal one The use of two layers of headed bars in the exterior joints with a vertical spacing of 2 50db in both normalconcrete and self consolidating mode according to the acceptance criteria in ACI 374 2005 and ACI 318 14 canlead to a satisfactory behavior and a desirable seismic performance in both cases flexural bending occurred inthe beam The increase in the final load capacity as compared to the control specimen in the self consolidatingconcrete was about 4 70 which was the highest capacity increase in all specimens Joint efficiency was notdecreased from the permitted amount according to the code as compared to the control specimen also in thespecimen with the self consolidating concrete the efficiency was increased about 5 8 The use of the self consolidating concrete in addition to the ease of implementation increases the efficiency and the load bearingcapacity of the joint The advantage of this concrete is more evident in the joints with the two layers of headedbars According to the specimens when using the self consolidating concrete the increase in capacity was about4 higher than that of the normal concrete Irrespective of using normal concrete or self consolidating concrete the joints designed with the relative head area of 3
استاد راهنما :
كياچهر بهفرنيا
استاد مشاور :
محمدرضا افتخار
استاد داور :
مرتضي مدح خوان، امير مهرداد محمدحجازي، محمدعلي رهگذر
