تنش توسعه يافته در آرماتور وصله
ماكزيمم تنش توسعه يافته در وصله مقاومت كششي بتن
مقاومت تسليم خاموت كه برابر با0.015Es گرفته شده است طول وصله a1 a2 Ab Ah c
D’ db df dh dmax
Ehys
Emon
Es
fr
ƒs fs,max ƒt ƒyh
ls

١- مقدمه
بررسي شكستهاي ترد اعضا ي بتنـي در زلزلـههـاي گذشـتهنشانگر آن است كه در اكثر مـوارد علـت وقـوع شكـست تـرد،آرايش نامناسب آرماتورهاي طولي و فاصـله زيـاد آرماتورهـايعرضي – كه منجر به عدم محـصورشـدگي هـسته بتنـي، رفتـارنامناسب وصله، كمانش آرماتورهاي طولي و يا شكست برشـيميشود – و طول كوتاه يا محل نامناسب وصله بوده است [۱].
رفتار نامناسب وصله ميتواند ناشي از طول كوتاه آن، قرارگيري

شكل١- منحني تنش پيوستگي-لغزش پيشنهادي اليگهاوسن و همكاران

آن در محل تمركز تغييرشكلهاي غيرخطـي همزمـان بـا فقـدانمحصورشدگي مناسـب توسـط آرماتورهـاي عرضـي باشـد. در سازههاي موجود طراحي شده براساس ضـوابط آ يـيننامـه هـايقديمي، طراحي وصله صرفﹰا براي انتقال فشار بوده كه منجر بـهطول وصله در حدود ٢٠ برابر قطر آرماتور طولي مـي شـود. در مقايسه با مقاديري كه آييننامههاي فعلي مقرر مـيدارنـد ، طـولكم وصله ، منجر به كـاهش شـديد در انـرژي قابـل جـذب دروصله، تحت بارگذاري رفت و برگشتي ميشـود . در ضـمن درساختمانهاي قديمي مقدار آرماتور عرضي محصوركننـده تـابعياز ابعاد مقطع و مشخصات ميلگردهـاي طـولي نبـوده و فاصـلهآرماتورهاي عرضي نيز زياد است. عدم وجود محـصورشـدگيمناسب توسط آرماتورهاي عرضي، كاهندگي مقاومت و سـختيرا تحت بارهاي ر فت و برگشتي نيز تشديد مي كند. از طرفي بـاتوجه به ضوابط آييننامهها كه در آنها براي سطوح شكلپذيري متوسط و معمولي، قرارگيري وصله در پاي ستون مجاز دانـسته شده است ، بهعنوان مثال [۲و۳]، و به دليل سهولت در اجـرا، دراغلب موارد بـراي ايـن سـطوح شـكلپـذيري طراحـي، وصـلهآرماتورهاي طولي در پـاي سـتون اجـرا مـيشـود . ايـن محـلنامناسبترين محل بـراي وصـله در سـتون اسـت، چراكـه دقيقـﹰامنطبق بر محل ماكزيمم لنگر در سـتون بـوده و احتمـال وقـوعتغييرشكلهاي غيرخطي (تشكيل م فاصل پلاستيك ) در آن بـسيارزياد است . بارهاي رفت و برگشتي زلزله و تمركز تغييرشكلهايغيرخطي در اين محل منجر به وقـوع لغـزش در وصـله شـده،مي تواند رفتار ستون را به شدت تحت تأثير قرار دهد.
اكثر تحقيقات انجام شده روي وصله بر محاسبه ماكزيمم نيـرويقابل انتقال توسط آن متمركـز بـوده اسـت، بـه عنـوان مثـال [۴ و ۵].
در اين مطالعات كه مبناي ضوابط آيـيننامـه بـتن آمريكـا را نيـزتشكيل مي دهند، ظرفيت مقاومتي اتصال توسط دو جملـه مـوازيارايه مي شود كه جمله اول ظرفيت وصله در حالت محصورنـشدهو جمله دوم اثر محصورشدگي ناشي از آرماتورهـاي عرضـي درافزايش مقاومت وصله را نشان ميدهـد . اليگهاوسـن و همكـارانبراي منحني تـنش پيوسـتگي-لغـزش، روابطـي تجربـي بـر پايـهيك سري مطالعات آزمايشگاهي وسيع ارايه دادنـد [۶]. مطالعـاتانجام شده كه مبناي برخي از تحقيقات بعدي نيز قرار گرفته استبر روي وضعيت تنش پيوستگي-لغـز ش در اتـصال تيـر- سـتوناست كه وضعيت منحني تنش پيوستگي- لغـزش آن معمـو ﹰلا بـهدليل محصور شدگي هندسي به مراتب از وضعيت در وصله بهتـراست. بههمين خاطر تعميم اين نتايج براي بررسي وضعيت تـنشپيوستگي-لغزش وصله بايد با احتياط صـورت گيـرد. شـكل (۱) منحني تنش پيوسـتگي -لغـزش پيـشنهادي توسـط اليگهاوسـن وهمكاران را نشان ميدهد [۶]. كميته اروپايي بتن با استفاده از ايـننتايج نمـوداري مـشابه شـكل (۱) بـا پارامترهـاي ارايـه شـده درجدول (۱)، براي تعريف منحني تـنش پيوسـتگي- لغـزش ارايـهكرده است [۷]. همچنان كه در اين جدول مشاهده ميشـود بـرايحالت بتن محصور شده مقدار تنش محصوركننده بايـد در حـدود۵/۷ مگاپاسكال باشد كه اين مقدار معمو ﹰلا توسط آرماتور عرضـيو يا مواد كامپوزيت قابل تأمين نيست. به عبارتي براساس اين مدلافزايش تنش محصوركنندگي در حدود معمول، منجر بـه افـزايشتنش پيوستگي ماكزيمم نميشود و تنها قادر به بهبود رفتار پس ازبار حداكثر خواهد بود.
در همين راستا اكثر مطالعـات انجـامشـده روي لغـزش بـرمدلسازي تغييرشكل اضـافي ناشـي از آن در اتـصالات متمركـزبوده است . سزن و موهلي با فرض توزيع تنش پيوستگي ثابـتولي متفاوت، براي آرماتور در قسمت تسليمشده و نشده، دوران صلب ستون ناشي از تنيدگي آرماتور در اتصال را مورد ارزيابيقرار دادند [۸]. مازوني و همكاران به روشي مـشابه و بـا فـرضاينكه دوران حول وسط مقطع رخ ميدهد و با استفاده از منحنيتنش-كرنش سـهخطـي بـراي آرمـاتور، مقـدار دوران ناشـي ازگسترش تسليم۲ در اتصال را محاسبه كردند [۹].
ژيائو و ما ضمن انجام مطالعات آزمايـشگاهي، مـدلي بـرايمحصورشـدگي ناشـي از مـواد كامپوزيـت روي منحنـي تـنشپيوستگي- لغزش تحت بارگذاري يكنوا ارايه كردند [۱۰]. آنهـابا فرض يك منحني نرمشونده بـراي منحنـي تـنش پيوسـتگي-لغزش، مقدار تنش ماكزيمم قابل حصول را تابعي از مقدار تنشمحصوركننده حاصل از مواد كامپوزيت فـرض كردنـد . افـزايشتنش پيوستگي ماكزيمم با افزايش تنش محصوركنندگي در ايـنمدل با نتايج اليگهاوسن و همكاران و همچنين مـدل پيـشنهاديكميته اروپايي بتن در تضاد است.
چو و پينچرا رفتار رفت و برگـشتي سـتون بـا وصـله را بـااستفاده از فنرهاي پيچشي غيرخطـي كـه در رفتـار آنهـا اثـرات
جدول۱ – مقادير پيشنهادي كميته اروپايي بتن براي روابط تنش پيوستگي [۷]
بتن محصورنشده بتن محصورشده
پوشش c > 5db 10db > فاصله خالص بين آرماتورهاي طولي
Ast > nAs يا
fcon > 7.5MPa فشار محصور كننده پوشش c > db
آرماتور عرضي
Ast > 0.25nAs تعريف محصور شدگي
db : قطر آرماتور طولي Ast : مساحت آرماتورهاي عرضي در برگيرنده nAs
As : مساحت يك آرماتور طولي
n : تعداد آرماتورهاي طولي در برگرفته شده توسط Ast 890778-41555

2.5 fc′ Mpa 746760-41555

2.0 fc′ Mpa τmax
0.40τmax 0.15τmax 641604-41641

2.0 fc′ Mpa
1.0 mm 0.6 mm u1
3.0 mm 0.6 mm u2
فاصله بين آجها 1.0 mm u3
كاهن دگي س ختي، مقاوم ت و لهي دگي ۳ لح اظ ش ده، م دل كردند [۱۱]. آنها از دو فنر پيچشي سري براي مدل كردن دورانغيرخطي ناشي از تغييرشكل خمشي و وقوع لغـزش در وصـلهاستفاده كردند و براي بهدست آوردن رفتار يكنواي فنر غيرخطيمدلكننده اثر لغزش، مدل تـنش پيوسـتگي- لغـزش هرجلـي ومبسوت را به كار گرفتند [۱۲]، آن گاه با روشي مبتني بر سعي وخطا و مقايـسه بـا نتـايج آزمايـشگاهي، پارامترهـاي لازم بـرايتعريف منحني هيسترزيس (پارامترهاي لازم بـراي مـدل كـردنكاهندگي سختي، مقاومت و لهيدگي) را تعيـين كردنـد. اشـكالاساسي اين روش لزوم و سختي محاسبه رفتار فنرهـا بـراي هـرمقطع و المان متفاوت است.
گوبارا و همكاران با استفاده از مدلي ساده از رفتـار وصـله،اثر آن را در پاسخ لرزهاي سـازه بررسـي كردنـد [۱۳]. آنهـا بـاصرفنظر از اثر لغزش وصله در افزايش تغييرشكل جانبي سازه، تنها اثر آن را در كاهش مقدار ظرفيت خمـشي سـتون مـد نظـرقرار دادند . آنها بدين منظور در حالت طول وصله كافي با فرضتسليم آرماتور، مقاومت خمشي را متناظر رسيدن بتن به كـرنشفشاري ۰۰۳۵/۰ فرض كردند و در حالت طول ناكافي وصله نيز با كاهش مقدار تنش ماكزيمم قابل حـصول در آرمـاتور، مقـدارمقاومـت خمـشي مقطـع را محاسـبه كردنـد. نتـايج تحليلهـاي آنها نشان داد كه وقوع لغزش در وصله مي تواند منجر به افزايش قابل ملاحظه در تغيير شكل جانبي سازه شود.
پيشاستاندارد ارزيابي لرزهاي سازه ها روشي مبتنـي بـر فـرضتوزيع يكنواخت تنش پيوستگي در طول مهاري براي ارزيابي رفتاروصله ارايه ميكند[۱۴]. در اين روش ماكزيمم تنش قابل حـصولدر آرماتور متناسب با نسبت طول وصله موجود بـه طـول مهـاريآيــيننامــهاي فــرض مــي شــود. در صــورت وجــود آرمــاتورمحصورشدگي مناسب (كه فاصله آنها از يكسوم عمق مؤثر عضوتجاوز نكند ) فرض مي شود كـه وصـله پـس از رسـيدن بـه تـنشماكزيمم، رفتار شكلپذيري داشته و قادر به حفظ تنش ماكزيمم بـاافزايش لغزش باشد . در غير اين صـورت، پـس از حـصول تـنشماكزيمم، تـنش آرمـاتور در يـك شـاخه نزولـي بايـد در ضـريبشكلپذيري دو به بيست درصد تنش ماكزيمم كاهش يابد.
اين مطالعـه درصـدد بررسـي تحليلـي اثـر طـول وصـله،آرايش آرماتورهـاي طـولي و عرضـي در رفتـار وصـله و در رفتار كلي ستون و مقايسه نتايج اين بررسي تحليلي بـا روش پيشاستاندارد ارزيابي لرزهاي سازه هـا و نتـايج آزمايـشگاهيموجود است. بدين منظور ابتدا روشي بـراي بررسـي عـدديرفتار ستون با تأكيد بر مدل كردن مناسب وصله ارايـ ه شـده،آن گاه نتايج حاصله از مدل پيشنهادي بـا نتـايج آزمايـشات وروش پيش استاندارد ارزيابي لرزهاي سازه ها مقايسه ميشوند. در انتهـا نيـز اثـر وصـله روي رفتـار يـك سـازه يـك طبقـه يك دهنه طراحي شده با شكل پذيري معمولي، مورد بررسـي

شكل۲- شكل كلي منحني تنش-كرنش پيشنهادي براي وصله شكل۳- شكست وصله آرماتورهاي طولي در ستون با مقطع مربع مستطيل
قرار ميگيرد.

٢- مدل پيشنهادي بـراي روابـط تـنش -كـرنش در وصله با توجه به لغزش
شكل (٢) منحني تـنش- كـرنش لغزشـي پيـشنهادي بـرايآرماتورهاي وصله شده را نشان ميدهـد . در ايـن شـكلfs,max ماكزيمم تنش توسعهيافته در وصله،fr تنش اصـطكاكي (نظيـرمقاومت باقيمانده )،εs كرنش متناظر با بيشترين تنش توسـعه- يافته در وصله، وεr كرنش متناظر با تنش اصطكاكياند. براي تعيين مقـادير تنـشهاي فـوق از روش پيـشنهادي پريـستلي وهمكاران استفاده شده است كه در آن مـاكزيمم تـنش توسـعهيافتــه در وصــله، تــابعي از مقاومــت كشــشي بــتن فــرض مي شود[۱۵]. به اين ترتيب كه پيرامون هر آرماتور وصله شده، يك سطح شكست با محيطp و طولls در نظر گرفته شده وحداكثر نيروي قابل حصول در وصله از حاصلضرب مساحتاين سطح شكست در مقاومت كششي بتن بهدست مي آيد. اگر فرض كنـيم كـه مقاومـت در مقابـل لغـزش، توسـط مكـانيزمخرپايي با زاويه ٤٥ درجه بين آجهاي آرماتورهاي مجاور، يـابين آرماتورها و بتن هسته، به دست آيد، آن گاه نيروي كششيعرضي با نيروي مقاوم به وجود آمده در آرمـاتور، شـكل (۳) برابر خواهد بود. بنابراين براي بيشترين تنش توسـعهيافتـه درآرماتور وصله، fs,max خواهيم داشت

Tb = Abfs = ftpls
براي ستون مستطيلي، شكل (٣)، داريم
1155195-19092

p=

2s +2(db +c) ≤ 2 2(c+db)
حد بالا در رابطه (٢) زماني كنترل كننده است كه فاصله عرضـيبين آرماتورهاي طولي زياد باشد. همچنان كه از روابط فـوق بـرميآيد از تأثير فشار محصوركننده ناشي از آرماتورهاي عرضـيدر ماكزيمم تنش پيوستگي قابل انتقال صرفنظر شده است. اين مسئله به خصوص تحت بارهاي رفت و برگشتي بـا مـشاهداتلوكاس و همكاران، يواتاناتيپا و همكاران، و ماكـاي و همكـارانانطباق دارد [۱۶ – ۱۸].
بعد از رسيدن به ماكزيمم تنش پيوستگي، يك شاخه نزولـيدر منحني تنش آرماتور- لغزش مشاهده ميشود، شكل (۲)، كهتا رسيدن به تنش اصطكاكي،fr ادامه مييابـد . از ايـن بـه بعـدتنش موجود در آرماتور وصله ديگر كـاهش نمـييابـد و ثابـتميماند. براي محاسبه تنش اصطكاكي از روش برش- اصطكاك استفاده شده است. آرماتورهاي عرضي گذرنده از صفحه تـرك، اصطكاك لازم براي انتقال نيرو را در وصله تأمين ميكند. بـرايفعال شدن اين مكانيزم انتقال، وقوع ترك لازم است. بـا فـرضآنكه ضريب اصطكاك سطح شكستµ باشد و نظـر بـه اينكـهماكزيمم نيروي كششي (نيروي عمود بر سطح شكست) مساوي Ahfyh است، مقدار تـنش آرمـاتور متنـاظر تـنش اصـطكاكي بـهصورت زير قابل محاسبه خواهد بود
n .n . .A flt µ h yh =N.A fb r (٣)
اين رابطه را ميتوان به شكل زير نيز نوشت
6324980530

ffyhr =µ n .nlN t ⎜⎝⎛ ddhb ⎟⎠⎞2 (٤)
در اين محاسبات فرض شده است كه تنش توسعه يافته در تمامآرماتورهاي طولي مجاور سطح تـرك مـساوي اسـت و مقـدارضريب اصطكاك سطح شكست نيز ۴/۱ گرفته شده است.
در اين مطالعه بـراي بررسـي اثـر لغـزش فـرض مـيشـود(همچنانكه در قسمت بعد راجع به آن بحـث شـده اسـت) كـهتغييرشكل ناشي از لغزش در طولي مساوي ls از المـان متمركـزشده باشد . تغييرشكل در انتهـاي آرمـاتور، ناشـي از كـرنش درآرماتور و لغزش آرماتور نسبت به بـتن مجـاور اسـت . در ايـنصورت كرنش در هر لحظه برابر خواهد بـود بـا حاصـل جمـعكرنـشهاي الاسـتيك،εse و كـرنش لغزشـي،εss ؛ در نتيجـهεst ، كرنش كل، به صورت زير محاسبه ميشود
ε =ε +ε =stsessfs,max / Es + u / ls (۵)
مقدار لغزش متناظر تنش ماكزيمم يك ميليمتر فرض ميشـودكه از روي آن و با داشتن طول وصله ميتوان مقـدار كـرنشεs را تعيين كرد. كرنش اصطكاكي ،εr ، نيـز برابـر بـا كـرنشحاصل از لغزشي به اندازه فاصله بين دو آج متوالي، در نظـرگرفته مي شود. با فرض آنكه فاصله دو آج متوالي ۱۰ ميليمترباشد، مقدار اين كرنش مـساوي ۱۰ تقـسيم بـرls ( ميليمتـر) خواهد بود.
از طرفي به علت مـشاهده رفتـار نـرمشـونده كـه در آن بـاافزايش لغزش، تنش قابل انتقال در وصله كاهش مييابد، انتظارميرود كه نتايج آزمايشها تـابعي از ابعـاد نمونـههـا باشـد (اثـربعـدي۴). نتـايج شـنر و همكـاران، همچنـين نتـايج ايچينـوز و همكاران نيز مؤيد همين امر است [۱۹و۲۰]. علي رغم اين مسئله مدل پيشنهادي نظير اغلب مدلهاي موجود، فاقد اثر بعـد نمونـهاست. اين امر تا حدي به كمي نتايج آزمايـشات موجـود بـراينمونههايي با ابعاد متفاوت برميگردد. از طرف ديگر اين مـسئلهنشانگر آن است كه بايد از مقايسه نتايج آزمايشات انجام شده باابعاد وا قعي و ابعاد كاهش يافته، بدون لحـاظ كـرد ن اثـر بعـديخودداري كرد.

٣- مدلسازي ستون با وصله
در اين مطالعـه بـراي تحليـل اجـزاي محـدود از نـرم افـزارOPENSEES استفاده شده است [۲۱]. اين نرم افـزار عـلاوه بـرداشتن قابليت پلاستيسته گسترده، كتابخانه مصالح بسيار كـاملينيز دا رد. براي مـدل كـردن سـتون از دو المـان سـري اسـتفادهمي شود. يكي از اين المانها (المان وصله ) تغيير شكل در وصـله(براي مـدل كـردن تغييرشـكل خمـشي و تغييرشـكل ناشـي ازلغزش) و دومي (المان خمشي ) تغييـر شـكل خمـشي در بقيـهطول ستون را مدل ميكنند. در نمونه هـاي آزمايـشگاهي مـوردمطالعه نمونه ها بهصورت طره بوده و محل تغييرشكل غيرخطـيدر انتهاي گيردار آن است، ولي در سازه احتمال غيرخطي شدنرفتار در دو انتهاي المان نيز وجود دارد، كه تغييرشكل غيرخطيانتهاي فوقاني فقط ناشي از خمش است. با توجه به اين امـر درمدلسازي از يك المان وصله تحتان ي و يك المان خمشي فوقاني استفاده مي شود. المان مورد استفاده المان تيرستون غيرخطـي بـافرمولبندي مبتني بر روش نرمي است كه قادر به در نظر گـرفتناثر باربرداري در طول ستون، در صورت وقوع رفتار نرمشـوندهدر محل تغييرشكل پلاستيك (يا وصله ) است. رفتـار مقطـع بـهروش مقط ع فيبري مدل شده است كه قادر بـه محاسـبه منحنـيممان-انحناي غيرخطي مقطع بوده و براي انتگرالگيري عـدديدر طول المان از روش گوس-لوباتو با دو نقطه در المان وصـلهو سه نقطه در المان الاستيك و بـراي حـل معـادلات تكـرار ازروش نيوتن -رافسون بـا شـيب اصـلاحشـده يـا اوليـه اسـتفادهمي شود. در ضمن تحليلها با روش كنترل جابه جايي انجام شـدهاست. براي مدل كردن رفتار بـتن از مـادهconcrete01 اسـتفادهشده است . اثر محصور شدگي در بهبود رفتار بتن را ميتـوان بـااصلاح منحني اين ماده در فشار اعمال كرد. بـراي مـدل كـردنرفتـار آرمـاتور در مقطـع از دو مـاده هيـستيريتيك و فـولاد 01 به ترتيب براي المان وصله و المان الاستيك استفاده شده اسـت.
در تحليلها براي ماده فـولاد 01 يـك سـختشـوندگي كرنـشيمعادل ۰۳/۰ منظور شده است. در المان وصله رفتار آرماتور بـهدليل وقوع لغزش نسبت بـه بـتن مجـاور، كاهنـدگي سـختي و مقاومت و لهيدگي را از خود نمايش ميدهد كه با توجه به ايـنامر براي مـدل كـردن رفتـار آرمـاتور در محـل وصـله از مـادههيستيريتيك استفاده شده است. فرمولبندي اين مـاده مبتنـي بـرمعيار آسيب پارك-انگ اسـت [۲۲]. در ايـن فرمولبنـدي ميـزانآسيب بهصورت تركيبي خطي از جابـهجـايي و انـرژي در نظـرگرفتــه مــيشــود. در فرمولاســيون مــورد اســتفاده در برنامــهOPENSEES كاهندگي سختي و مقاومت بهصورت زير تعيـينميشود
sd = (1−δs)s0
δs = a1⎛⎜⎜ ddmax ⎞⎟⎟+ a2⎜⎛⎜

EEhys ⎟⎞⎟ (٦)
⎝f ⎠⎝ mon ⎠
ضرايبai در مدل فوق چنان انتخاب شدهاند كه بهترين انطباق بانتايج آزمايشگاهي بهدست آيد . اين ماده در ضمن قادر به در نظـرگرفتن اثر لهيدگي در منحني هيـسترزيس اسـت . بـراي بـه دسـتآوردن پارامترهاي مناسب، پس از تعريف منحني پوش سهخطـيبراي لغزش و انجـام تحليلهـاي متعـدد و مقايـسه آنهـا بـا نتـايجآزمايشگاهي، بهترين انطباق بين نتايج تحليلي و آزمايـشها، بـرايمقادير انديس آسيب انرژي و جابه جـايي برابـر بـا 0.02 و 0.0 وپارامتر لهيدگي براي محورهاي كرنش و تنش 0.8 و 0.3 بهدسـتآمد.
با توجه به وقوع رفتار نرمشونده نتايج تحليل اجزاي محدود تابع مـش (ابعـاد المانهـاي) مـورد اسـتفاده در تحليـل خواهـدبود [۲۳]. در اين مطالعه براي حل اين مشكل از روشي مبتني بر محدود كردن حداقل بعد المان وصله (المان تحتاني سـتون) بـهارتفاع مقطع استفاده شده است كـه در اصـل مبتنـي بـر روشـيموسوم به باند ترك۵ است [۲۴ و ۲۵].

۴- مقايسه نتايج تحليلي با نتايج آزمايشگاهي
در اين مطالعه نتايج تحليلي با استفاده از مدل پيشنهادي، بـانتايج آزمايشگاهي بهدست آمـده از كارهـاي ملـك و والاس، وابوتاها و همكاران مقايسه ميشود [۲۶ و ۲۷]. به اين منظور پنجستون از كارهاي ملك و والاس و سه ستون از كارهاي ابوتاهـاو همكــاران انتخــاب شــده اســت. جــدول (۲) و شــكل (٤) مشخصات و جزييات مربوط به اين ستونها را نمايش مي دهنـد .
همچنانكه در شـكل مـشاهده مـيشـود، در مقايـسه بـا مقـاديرپيشنهادي آيين نامههاي جديد، اين نمونههـا داراي طـول وصـلهكوتاهي – بين ۲۰ تا ۲۴ برابر قطر آرماتور – در پـاي سـتون انـد .
اين ستونها در واقع امكان بررسي عملكرد وصله را در ستونهايساختمانهاي قـديمي كـه بـر اسـاس ضـوابط لـرزهاي طراحـي نشده اند، فراهم ميكنند. بررسي نتايج آزمايشها نشان ميدهد كهدر تمام نمونههاي مورد بررسي، شكست در اثـر از بـين رفـتنپيوستگي بـتن و آرمـاتور در طـول وصـله رخ داده اسـت و درضمن ترك خوردگي بسيار اندكي در قسمت فونداسيون مشاهدهميشود. اين امر نشان ميدهد كه نفوذ تسليم ناشـي از تنيـدگيآرماتورها در فونداسيون كه منجر به دوران صـلب پـاي سـتونميشود، عمده نبوده و از اين رو در اين مطالعه از آن صرفنظر
جدول۲- مشخصات نمونههاي آزمايشگاهي

b : عرض مقطع ستون؛ : ارتفاع مقطع ستون؛ : طول ستون؛ : طول وصله؛ : تنش تسليم آرماتورهاي طولي؛ : تنش تسليم آرماتورهاي عرضي؛ ’fc : مقاومت فشاري بتن؛ Ag : سطح مقطع ناخالص ستون؛ 1in=25.4mm؛ 1ksi= 6.89MPa
fyhfylslh

UCLA ب) ستون UT-Austin الف) ستون
شكل۴- الف) ستونهاي آزمايشگاهي Aboutaha ؛ ب) ستون آزمايشگاهي Melek
شده است.
كليه ستونها تحت بارگذاري رفت و برگشتي بـا اسـتفاده ازتاريخچه تغييرمكاني مشابهي مورد آزمايش قرار گرفتـهانـد؛ بـهاين صورت كه ابتدا، بارگذاري تا ورود بـه رفتـار غيرالاسـتيكانجام شده، آنگـاه بـا گامهـاي متنـاظر بـا دريفـت نـيم درصـد،بارگذاري افزايش مييابد. بايـد بـه ايـن نكتـه اشـاره شـود كـهجابه جايي و دوران پي و اثـرات ∆P- در مـدلها در نظـر گرفتـه نشده است، زيرا نتايج آزمايشگاهي ستونهاي حاضـر، بـراي درنظر گرفتن اين اثرات اصلاح شدهاند.
پارامترهــاي روابــط تــنش – كــرنش بــراي وصــله مــدلپيشنهادي در جدول (۳) ارايه شـده اسـت. شـكل (۵) نتـايجبررسيهاي تحليلي و مقايسه آن را با نتايج آزمايشگاهي نشانميدهد، كه بيانگر تطابق خوب بين مـدل پيـشنهادي و نتـايجآزمايـشگاهي اسـت. همچنـان كـه مـشاهده مـيشـود روش پيشنهادي قادر به مدل كردن مقاومت، شيب نـرمشـوندگي وهمچنين كاهندگي سختي، با دقت بـالا در سـيكلهاي متـوالي بارگذاري است.
ش كل (۶) مقاي سه عملك رد روش پي شنهادي و روش پيش استاندارد ارزيابي لرزهاي سـازههـا بـراي ارزيـابي اثـروصــله روي رفتــار اســت. بــا توجــه بــه اينكــه روشپيش استاندارد ارزيابي لرزهاي سازه ها براي بارگذاري يكنواقابل استفاده است، نتايج دو روش در شكل (۶) با اسـتفاده
جدول۳- پارامترهاي مدل پيشنهادي براي نمونههاي آزمايشگاهي

ارزيابي اثر وصله روي رفتار يك سازه نمونه
سـازه مـورد مطالعـه يـك سـازه ١طبقـه-١دهنـه بتنـي بـا مشخصات ارايه شده در جدول (٤) است كه بـا ضـريب زلزلـه٢٤/٠ و با سطح شكل پذيري معمولي براسـا س آيـيننامـهACI طراحي شده است. اثر دال سقف نيز در سـختي تيرهـا در نظـرگرفته شده است. براي بررسي رفتار سازه مورد مطالعه از تحليل استاتيكي غيرخطي و تاريخچه پاسـخ اسـتفاده شـده اسـت. در تحليل تاريخچه پاسخ از شتابنگاشت زلزله السنترو در جهـتشمالي-جنوبي٦ با ضريب مقياس ٣/١ و براي مدلـسازي رفتـارديناميكي سازه، از ميرايي رايلي٧ با نـسبت ميرايـي ۵ درصـد در

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

ح دود پري ود نوس ان طبيع ي س ازه اس تفاده ش ده و ب راي انتگرالگيري عددي روي زمان از روش ني ومـارك٨ بـا ضـرايبگاما و بتاي ٥/٠ و ٢٥/٠ بهرهگيري شده است.
شــكل (٧) منحنــي بــرش پايــه-تغييرمكــان جــانبي و ممان-انحناي پاي ستون و همچنين تيـر را بـراي حـالات بـا و
از بارگذاري يكنوا با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده اسـت. بدون در نظر گرفتن لغزش حاصل از تحليل استاتيكي غيرخطيهمانطور كه در شكل مشاهده ميشود، شيب نـرمشـوندگي نشان ميدهـد . نـرمشـوندگي مـشاهده شـده در منحنـي بـرش و مقاومت حاصل از روش پيش اسـتاندارد ارزيـابي لـرزهاي پايه – تغيير مكان جانبي، در حالت بدون لغزش به علت اثـراتسازهها محافظه كارانـه بـوده امـا در اكثـر مـوارد، مقاومـت ∆P- است، اما نرمشوندگي در حالت با لغزش كه شـديدتر هـمباقيمانده تعيين شده با اين روش دقـت مناسـبي دارد. ايـن هست، عمدتﹰا به دليل لغزش در وصلههـاي پـاي سـتون اسـت.
نتايج با نتـايج ارايـه شـده در چـو و پينچـرا نيـز مطابقـات همچنان كه مشاهده ميشود و منحنيهاي ممان انحنـا نيـز بـر آن
دارد [۱۱]. دلالت دارد، در تغيير مكان مشابه طبقه براي حالـت بـا لغـزش،

S20MI ( الف

S30MI (

FC4 (

FC15 (د
شكل۵- مقايسه نتايج آزمايشگاهي با مدل پيشنهادي؛
الف) نمونه S20MI [۲۵]؛ ب) نمونه S30MI [۲۵]؛ ج) نمونه FC4 [۲۶]؛ د) نمونه FC15 [۲۶]

drift ratio(%)

drift ratio(%)

الف
(
FC4

ب
(
FC14

Lateral force (kips)

Lateral force (kips)

Proposed

FEMA 356

Proposed
FEMA 356


پاسخ دهید