رفتار اتصال تیر فولادی به ستون بتنی دایره ای تقویت شده به وسیله ورق های CFRP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد ایران

2 گروه مهندسی عمران ،دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد ،مشهد

3 گروه مهندسی عمران دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه هرمزگان ایران

چکیده

مزایای قاب ساخته شده از ستون بتنی و تیر فولادی (RCS) باعث استفاده روزافزون آنها در سازه‌ها شده است. از جمله ضعف این سازه‌ها جزئیات اجرایی پیچیده‌ برای اتصال تیر به ستون است. در این مقاله رفتار اتصال تیر فولادی به ستون بتنی دایره‌ای بصورت آزمایشگاهی و تحلیلی بررسی شده است. در بخش آزمایشگاهی دو اتصال خارجی RCS با ستون دایره‌ای ساخته و آزمایش شده است. در نمونه اول طبق راهنمای طراحی سازه‌های کامپوزیت تیر فولادی به ستون بتنی (ASCE 1994) به منظور جلوگیری از شکست فشاری بتن از تنگ‌های نزدیک به هم به فاصله 25 میلی‌متر استفاده شده است. در نمونه دوم فاصله تنگ‌های استفاده شده به حداکثر مقداری که آئین نامهACI-318-14 مجاز دانسته (75 میلی متر) افزایش داده شده و برای مقاوم سازی در بالا و پایین تیر از دورپیج ورق های پلیمری مسلح شده با الیاف کربنی (CFRP) استفاده شده است. نتایج آزمایش‌ نشان می‌دهد که هر دو نمونه دارای رفتاری شکل پذیر بوده و دارای مقاومت زیادی در جابجای‌های نسبی بالا هستند. تقویت نمونه دوم به وسیله ورق های CFRP باعث افزایش 13 درصدی مقاومت نهایی اتصال شده است. همچنین شکل پذیری نمونه تقویت شده افزایش یافته است. بنابراین استفاده از ورق‌های FRP می‌تواند جایگزین مناسبی برای اتصال‌های پیچیده RCS گردد. در بخش تحلیلی بررسی رفتار اتصال، هر دو نمونه آزمایشگاهی در نرم افزار آباکوس مدل شد و نمودار پوش نیرو- جابجایی تحلیلی و آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که رفتار اتصال‌ها به درستی توسط مدل‌های تحلیلی قابل پیش بینی است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The behavior of steel beam to circular concrete column connections strengthened by CFRP sheets

نویسندگان [English]

  • Yaser Mohamadi 1
  • Mohammad Reza Esfahani 2
  • Mohammad Taher Kamali 3
1 Department of Civil Engineering,Faculty of Engineering,Ferdowsi University Of Mashhad (FUM) ,Iran
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University Of Mashhad (FUM)
3 Department of Civil Engineering Faculty of Engineering Hormozgan University Of Bandar abas iran
چکیده [English]

In this paper, the behavior of connection of steel beams to circular concrete columns is investigated analytically and experimentally. In the experimental part, two exterior connections of steel beam to circular concrete column (RCS) are tasted. In the first specimen, based on the design guide of composite structures (ASCE 1994), transvers reinforcement in the column with the minimum spacing of 25mm is used to prevent compressive failure of concrete at the top and bottom of the steel beam. In the second specimen, the spacing of transvers reinforcement in the column at the top and bottom of the beam increased to 75mm which is the maximum allowable value in columns. Moreover, for strengthening the column at the top and bottom of the beam, carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets are used. The experimental and analytical results show that the connections of both specimens are ductile and have great strength in high drift .The reinforcement of the second specimen using CFRP sheets improves the ultimate strength by 13%. Also, the ductility of the reinforced specimen is increased. As a result, the use of FRP sheets can be good alternatives for complex connections of steel beams to concrete columns. Also, both experimental specimens were modeled by Abaqus software, and the load- displacement relationships of the specimens were obtained and compared with the test results. The comparison shows that the analytical model can predict the behavior of the connections, appropriately.

کلیدواژه‌ها [English]

  • connection
  • beam steel
  • concrete column
  • CFRP

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار