تاثیر کاربرد کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند (hpfrcc) در بهبود رفتار چرخه ای اتصالات تیر به ستون بتن آرمه

مطالعات اخیر نشان داده است که اتصالات تیر به ستون از اهمیت بالایی برخوردار هستند؛ به طوری که خرابی این قسمت‌ها که از اجزای اصلی انتقال نیرو در ساختمان هستند، باعث انهدام و ناپایداری کل سازه می شود. یکی از روشهای نوین برای ساخت اتصالات، استفاده از مصالح hpfrcc می باشد. این مصالح، شامل ملات سیمانی با سنگ دانه های ریز و الیاف بوده و به دلیل اینکه تحت بارگذاری کششی، رفتار سخت شوندگی کُرنشی از خود نشان می دهند، قابلیت ترک خوردگی های زیاد قبل از شکست و قابلیت جذب انرژی بالایی دارد و می تواند منجر به شکل گیری سازه هایی با مقاومت و شکل پذیری بالاتر، نسبت به سازه های بتنی رایج شود. در این مقاله، پس از معرفی مصالح hpfrcc، میزان تاثیرگذاری کاربرد مصالح hpfrcc در بهبود عملکرد اتصال تیر به ستون، بررسی‌ شده است. به همین منظور، نتایج تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده توسط چاو در دانشگاه میشیگان، مبنای صحت‌سنجی مدل اجزای محدود قرار گرفته و تاثیرگذاری پارامترهای مختلف اتصال، به صورت تکی و یا ترکیبی، در مدل مبنا، بر روی عملکرد اتصال، بررسی شده است. نتایج تحلیل مدل های اجزای محدود غیرخطی، نشان داد که نسبت شکل پذیری برای مدل های hcb0c711.2 و hcb0c355.6، از مدل های دیگر، بیشتر می باشد؛ به صورتی که نسبت شکل پذیری آن‌ها نسبت به اتصال مبنا، 50.1 درصد بیشتر است. علاوه بر این، مقاومت حداکثر اتصال hcbs50، از تمامی مدل های دیگر، بیشتر می باشد؛ به طوری که مقاومت حداکثر آن، نسبت به اتصال مبنا، 4.6 درصد بیشتر است.

The Effect of Application of High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites (HPFRCC) on the Cyclical Behavior Improvement of Reinforced Concrete Beam-Column Connections

According to recent studies, beamcolumn connections in concrete structures are highly important since failure in these parts, as the main elements of force transmission in the building, causes the destruction and instability of the entire structure. The use of high performance fiber reinforced cementitious composites (HPFRCC) is one of the new methods to make beamcolumn connections. These materials include cement mortar with fine aggregates and fiber. They have high prefailure cracking and energy absorption capabilities due to exhibiting strain hardening behavior under tensile loading, which can lead to the formation of structures with higher resistance and ductility than the conventional concrete structures. In this paper, following the introduction of HPFRCC materials, the impact of using HPFRCC materials on improving the beamcolumn connection performance was studied. To this end, the results of experimental studies by Chao at the University of Michigan were used as the basis for verification of finite element model. Accordingly, the effects of different connection parameters on the connection performance were examined in the base model individually or in combination. The results of nonlinear finite element models analysis indicated that the ductility ratio of HCB0C711.2 and HCB0C355.6 models is higher than other models. Thus, their ductility ratio appears to be 50.1% higher than the base connection. In addition, the maximum resistance of the HCBS50 connection is greater than all other models so that its maximum resistance is 4.6 % more than the base connection.