بررسی عددی تاثیر تنش های حرارتی بر رفتار اتصالات تیر عریض-ستون بتن مسلح

آتش سوزی یکی از خطرهایی است که مطالعه پیرامون اثرات آن بر سازه های مختلف ضروری است. آتش سوزی می تواند باعث وارد آمدن خسارات اجتماعی و اقتصادی وسیع گردد. بعلاوه اطلاع از میزان خرابی بتن در معرض حرارت نیز می تواند در مباحث مقاوم سازی سازه ها به طراحان کمک کند. اتصالات یکی از نواحی بسیار حساس در کلیه قاب‌های سازه‌ای اعم از فولادی و بتنی می‌باشند که عملکرد آنها اثر بسیار مهمی بر روی پاسخ سازه دارد. بدین منظور مطالعه پیرامون رفتار انواع اتصالات تیر- ستون در شرایط محیطی متفاوت قابل اهمیت می باشد. شایان ذکر است، داده های آزمایشگاهی و عددی پیرامون رفتار اتصالات تیر- ستون بتن مسلح در حرارتهای بالا موجود نمی باشد. بعلاوه بدلیل ویژگی خاص اتصالات تیر عریض- ستون یعنی عبور بخشی از آرماتورهای طولی تیر عریض از خارج چشمه اتصال، در این پژوهش رفتار اتصالات تیر عریض- ستون بتن مسلح تحت تاثیر تنشهای حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله 9 مدل عددی اتصال تیر عریض- ستون تحت آتش سوزی مورد بررسی قرار گرفت. پس از اعتبارسنجی نمونه های مدلسازی شده، مطالعه پارامتریک بر روی آنها انجام شد. پارامترهایی از قبیل ارتفاع تیر عریض، مساحت میلگرد های تیر، مقاومت بتن و درصد میلگرد های عبوری از چشمه اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که با افزایش ارتفاع تیر، مقاومت سازه در برابر حریق بیشتر می گردد. همچنین با افزایش مساحت میلگرد و مقاومت بتن، مقاومت سازه در برابر آتش بیشتر می شود. بعلاوه با کاهش میلگرد عبوری از چشمه اتصال، مقاومت سازه در آتش سوزی کاهش می یابد. در تمامی این موضوعات یک ویژگی مشترک وجود دارد؛ تمامی اتصالات در دمای حدود 450 درجه سانتی گراد شروع به تشکیل مفصل پلاستیک کرده و این دما در اتصالات، در زمانی حدود 200 دقیقه پس از شروع آتش سوزی شکل می گیرد.

numerical investigation of the effect of thermal stresses on the behavior of reinforced concrete wide beam-column connections

fire is one of the hazards necessary to study its effects on various structures. in addition, cities with a pressurized natural gas distribution network or air force distribution network are more prone to post-earthquake fires. post-earthquake fires involve a large number of simultaneous fires that occur as a result of earthquakes and can cause widespread social and economic damage. this phenomenon may cause more damage to the structure compared to earthquakes. in addition, knowing the extent of heat damage to concrete can help designers in the field of structural reinforcement.joints are one of the most sensitive areas in all structural frames, including steel and concrete, which are affected by high forces during earthquakes and their performance has a very important effect on the response of the structure. for this purpose, it is important to study the behavior of different types of beam and column joints in different environmental conditions.extensive studies have been performed on the behavior of steel joints at high temperatures. also, the behavior of concrete under the influence of thermal stresses has been studied. however, laboratory and numerical data on the behavior of reinforced concrete beam and column joints at high temperatures are not available. in addition, due to the special feature of beam and column joints, ie the passage of part of the longitudinal reinforcement of the beam outside the connection core, in this study the behavior of concrete beam column beams under the influence of thermal stresses is investigated.beam-column joints in reinforced concrete structures are critical areas that must be prevented from being destroyed. because damage to these areas can lead to the collapse of the entire structure. therefore, it is necessary to study the behavior of this part of the structures. in the past, researchers have studied the effect of different parameters on the behavior of reinforced concrete beam-column joints in experiments and numerically.due to the percentage of wide-beam reinforcements passing through the connection core at the beam-column joints, these areas must be carefully designed to be able to dissipate energy during a fire event. in this study, considering the importance of joints and the different behavior of wide-column joints in reinforced concrete structures, the effect of thermal stresses on these structural components is investigated to determine the effect of different temperatures on the behavior of these joints in relation to the percentage of longitudinal reinforcement. identify the wide beams that have passed through the outside of the column core.in this dissertation, 9 numerical models of connecting beams and wide columns under fire are investigated. in each of these samples, specific characteristics such as (height of wide beam, surface of beam rebars, strength of concrete and percentage of passers through concrete core) have been investigated. in this dissertation, it was found that with increasing the height of the beam, the fire resistance of the structure increases. also, with increasing the level of rebar, the strength of the structure increases. as the strength of concrete increases, the structure becomes stronger. also, by reducing the rebar passing through the concrete core, the strength of the structure is reduced. there is a common feature in all of these issues, and this feature is that all joints begin to form plastic joints at a temperature of about 450 degrees celsius, and this temperature occurs about 200 minutes after the fire starts in the joints.