بررسی رفتار اتصالات خارجی تیر – ستون بتن مسلح با HPFRCC تحت بارهای چرخه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو دکتری دانشگاه فردوسی مشهد

2 عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در این مقاله جهت بررسی و ارزیابی امکان استفاده از کامپوزیت‌های سیمانی الیافی توانمند ( HPFRCC) به‌منظور مرتفع ساختن نیاز آرماتورهای محصورشدگی (عرضی) و مشکلات اجرایی مربوطه در هسته اتصالات تیر به ستون تحت بارهای ناشی از زلزله دو نمونه اتصال خارجی تیر به ستون با مقیاس 2/1 ساخته و تحت بارگذاری چرخه‌ای مورد آزمایش قرارگرفته است. به‌نحوی‌که اتصالات تیر به ستون فاقد جزئیات لرزه‌ای در هسته اتصال است. اتصال اول با بتن معمولی و اتصال دوم با HPFRCC در چشمه اتصال و نواحی بحرانی تیر ساخته شده است. مصالح سیمانی الیافی مورداستفاده در این مطالعه شامل الیاف ترکیبی، فولادی دو انتها قلاب و الیاف ماکروسینتتیک ترکیبی با میزان 2% حجمی است. مشخصات مکانیکی پایه HPFRCC توسط آزمایش‌های فشاری و کشش تک‌محوری تعیین گردیده است. رفتار هیسترسیس، شکل‌پذیری، سختی، استهلاک انرژی، الگوهای ترک‌خوردگی نمونه HPFRCC مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته و با پاسخ چرخه‌ای نمونه‌های بتن معمولی فاقد ضوابط لرزه‌ای ویژه در چشمه اتصال مقایسه شده‌اند. نتایج آزمایش حاکی از آن است که در مراحل پس از ترک‌خوردگی، اتصال HPFRCC سبب بهبود قابل‌توجهی در ظرفیت‌های برشی، خمشی و نیز رفتار تغییر شکل و تحمل خرابی، در مقایسه با نمونه بتن معمولی در مراحل نهایی شده است. به‌طوری‌که در اتصال HPFRCC میانگین بار حداکثر 21%، شکل‌پذیری 14% و انرژی جذب‌شده تجمعی 217% نسبت به اتصال بتن معمولی افزایش داشته است. همچنین مود شکست نمونه‌های HPFRCC نسبت به بتن معمولی فاقد جزئیات لرزه‌ای از برشی به خمشی تغییر پیدا کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Structural behavior of RC High performance fiber reinforced cement composites (HPFRCC) exterior beam–column joints under reversed cyclic loading

نویسندگان [English]

  • MOHAMMAD HOSSEIN SAGHAFI 1
  • Hashem shariatmadar 2
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

High performance fiber reinforced cement composites (HPFRCC) are a class of fiber cement composites that exhibit post-cracking strain hardening response when subjected to direct tension. While undergoing this hardening behavior, the composite experiences the formation of multiple cracks prior to damage localization.
In the present study, This paper investigates the effects of HPFRCC on the behavior of RC exterior beam–column joint under reversed cyclic loading. HPFRCC using tow different types of fiber namely hooked end steel fiber and polypropylene fiber are explored in this study. The main parameters considered include the load–deflection relationship, crack propagation, moment–rotation relationship at the joint, and energy absorption capacity. half-scale external RC beam–column joints were subjected to lateral cyclic loading of increasing amplitudes.. The specimen was subjected to reverse cyclic loading under controlled deformation at the tip of the beam until failure. At post cracking stages, the HPFRCC joint showed significant improvement in the ultimate shear and moment capacities, as well as in the deformation behavior and damage tolerance, compared with the NC specimen at ultimate and failure stages.

کلیدواژه‌ها [English]

  • HPFRCC
  • Strain Hardening
  • Beam–column joint
  • Cyclic Loading