ارزیابی رفتار پیوستگی-لغزش در اتصالات تیر به ستون بتن مسلّح پیش‌ساخته با استفاده از مدل‌سازی اجزاء محدود

در این مقاله، یک راهکار برای مدل‌سازی عددی رفتار پیوستگیلغزش میلگرد مدفون در بتن پیشنهاد شد. بدین منظور، یک نمونه ی ساده ی آزمایشگاهی میلگرد مدفون در بتن از مراجع معتبر انتخاب گردید. مدل‌سازی اجزاء محدود نمونه ی مذکور در نرم‌افزار آباکوس انجام شد و پس از مقایسه ی نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود با نتایج حاصل از آزمایشگاه، صحت مدل پیشنهادی مورد تائید قرار گرفت. سپس یک نمونه ی اتصال تیر به ستون بتن مسلّح درجاریز و یک نمونه ی اتصال تیر به ستون بتن مسلّح پیش‌ساخته از مراجع معتبر انتخاب گردید و به روش اجزاء محدود مدل‌سازی شدند. راهکار پیشنهادی برای مدل‌سازی لغزش میلگرد در نمونه ی اتصال پیش‌ساخته پیاده سازی شد. پس از اتمام مدل‌سازی و صحت سنجی نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود نمونه‌ها، برای بهبود رفتار نمونه ی اتصال پیش‌ساخته از وصله ی مکانیکی برای جلوگیری از لغزش میلگرد طولی تیر استفاده شد. این اصلاح در نمونه ی اتصال پیش‌ساخته، منجر به بهبود رفتار اتصال شامل افزایش بار تسلیم و بار نهایی اتصال نسبت به نمونه ی اتصال پیش‌ساخته و حتی نمونه ی اتصال درجاریز شد؛ اما نسبت لنگر نهایی وارد بر مقطع به مقاومت خمشی مقطع در نمونه ی درجاریز و نمونه ی پیش‌ساخته ی اصلاح شده تقریباً برابر و نزدیک به عدد یک بود که این خود بیانگر رسیدن لنگر در مقطع به حداکثر ظرفیت خود و تشکیل مفصل پلاستیک خمشی در مقطع است.

Evaluation of bond-slip behavior in precast reinforced concrete beam-to-column connection using finite element modeling

In this paper, in order to numerically model the bondslip behavior of embedded bars, an applicable procedure was proposed. To evaluate the efficiency of the proposed model, a credible experimental specimen was selected and modeled in Abaqus software. Comparing the numerical and experimental results of the specimen confirmed the acceptable accuracy of the proposed model. Afterwards, two monolithic and precast reinforced concrete beamtocolumn connections were chosen from experimental tests and were numerically simulated. Investigation on the precast specimen showed that the required embedded length of longitudinal bars of beam was not considered. Hence, slippage of the longitudinal bars of the beam at the connection area led to degradation of connection strength. In order to consider this slippage in finite element modeling, the proposed approach was employed. Analytical results showed a suitable agreement with experimental ones and slippage of the beam bars was observed in the finite element analysis. Consequently, in order to prevent the slippage of beam bars, couplers at the end of the bars were used. Required area of the couplers was calculated as such to develop yielding in longitudinal beam bars. These couplers were added to the precast specimen and afterward, this specimen was named modifiedprecast specimen. Capacity of the modifiedprecast specimen including yielding load, ultimate load and ductility was improved in comparison with monolithic and precast specimen. However, the ratios of ultimate moment to flexural strength in modifiedprecast and monolithic specimens are approximately equal to one, which shows the formation of flexural plastic hinge in the beams of both modifiedprecast and monolithic specimens.