Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad mehdi Saadatpour,Ali Mohammad Momeni
محمدمهدی سعادتپور (استاد مشاور) علی محمد مومنی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Akhlaghi
علیرضا اخلاقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Analytical Invesigation of Hybrid Precast Beam-Column Concrete Connection Subjected to Combination of Vertical and Lateral Loads
Precast concrete frame construction is not used extensively in high seismic regions, despite its potential benefits in construction speed and quality control. The new type of frame has been developed recently for resisting seismic loads in buildings. It consists of precast concrete beams and columns that are joined by a combination of conventional steel reinforcing bars and unbounded post tensioned tendons. The clamping force between the beam and the column provides vertical shear force transfer at the interface between the beam and the column, so the corbel is not needed. The mild steel bars are placed in ducts and grouted into sleeves at the top and bottom of the beam, which extended through the columns. They are placed at the top and bottom of the beams, because this would maximize the dissipation of energy through cyclic yielding in tension and compression. This study focuses on analytical investigation of hybrid precast beam-column concrete connections subjected to lateral loading. 3-D nonlinear finite element was developed to study the response and predict and validate experimental results for O-P-Z4 specimen. The experiments were conducted at NIST. The results from the FE model accurately predicted actual strain levels in the mild steels and force in the PT tendon. The force-displacement envelope was also in satisfactory agreement with experimental result. Upon the validation of experimental work, the behavior of monolithic and hybrid specimens with identical characteristic were evaluated. Furthermore, effective functions in the behavior of hybrid connections, including the amount of the PT tendons contribution in beam moment strength and initial post-tensioning force were investigated. The results from nonlinear analysis in ANSYS showed that elastic and plastic stiffness of hybrid frames, with any amount of PT tendons contribution in beam moment strength or initial post-tensioning force, were greater than monolithic frame. Also, the elastic stiffness of hybrid frames increased with growing of initial post-tensioning force and decreased with raising the amount of the PT tendons contribution. The plastic stiffness of hybrid frames increased with increasing the amount of PT tendons contribution and decreased with raising the initial post-tensioning force. Hybrid frames yield load, with any arrangement of mild steel bars and PT tendons, were greater than monolithic frame and with raising the strand effective stress, the yield load decreased. The same results were obtained for post yield loads. In a new approach, rotation analysis was used in order to compare the ANSYS results with this new method. The results from this method showed good agreement with software results. The post yield prediction of this method from the behavior of hybrid connections was conservative and leaded to smaller post yield stiffness than software.
سیستم های پیش ساخته بتنی می توانند نمایانگر راه حلی عملی و اقتصادی برای ساخت انواع سازه های چند طبقه باشند، اما استفاده از این سیستم ها در نواحی با لرزه خیزی زیاد محدود شده است، و این علی رغم آن است که این سازه ها سرعت اجرایی بیشتری داشته و قابلیت کنترل کیفیت بهتری بر روی آن ها وجود دارد. اتصال هیبرید یکی از نتایج برنامه های تحقیقاتی متعدد محققین در سال های اخیر بر روی سازه های پیش ساخته بوده و به کمک این اتصال ساخت سازه های بتنی پیش ساخته در مناطق لرزه خیز محقق می شود. انتقال نیروهای برشی و خمشی در این اتصال با ترکیب فولاد نرمه و کابل امکان پذیر می شود. نیروی فشاری ناشی از کابل های پس کشیدگی با ایجاد ظرفیت اصطکاکی بین تیر و ستون، امکان انتقال نیروی برشی بین تیر و ستون را فراهم می کند، به نحوی که نیاز به کربل مرتفع می شود. میلگردهای معمولی در بالا و پایین تیرها و ناحیه اتصال قرار می گیرند. این پایان نامه به بررسی تحلیلی رفتار اتصال تیر به ستون بتنی پیش ساخته هیبرید تحت اثر بارهای جانبی می پردازد. به منظور بررسی صحت نتایج نرم افزار ANSYS، اتصال O-P-Z4 از برنامه تحقیقاتی انجام شده در مؤسسه ملی استاندارد و تکنولوژی آمریکا مدل سازی و تحلیل غیرخطی شد. مقایسه نتایج نرم افزار و آزمایش گاه نشان می دهد که اختلاف بین نتایج در مراحل اولیه بارگذاری بیشتر بوده و به تدریج و با افزایش تغییر مکان جانبی، اختلاف کاهش می یابد. پس از بررسی صحت نتایج نرم افزار، رفتار اتصال یک پارچه و پیش ساخته با مشخصات کاملا یکسان مورد ارزیابی قرار گرفت. هم چنین عوامل مؤثر بر رفتار اتصال هیبرید، شامل درصد مشارکت کابل در تحمل لنگر خمشی و میزان نیروی پیش تنیدگی اولیه کابل مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی، مقادیر در نظر گرفته شده برای میزان مشارکت کابل 50، 60 و 70 درصد لنگر خمشی مقطع و میزان تنش اولیه کابل از 30 تا 70 درصد تنش نهائی آن بود. نتایج به دست آمده از تحلیل غیرخطی این اتصالات در نرم افزار ANSYS نشان دادند که سختی الاستیک و سختی پس از تسلیم قاب های هیبرید، با هر میزان مشارکت کابل در مقاومت خمشی مقطع و یا تنش پیش تنیدگی اولیه، بیشتر از قاب بتنی یک پارچه می باشد. هم چنین سختی الاستیک قاب هیبرید با افزایش میزان تنش پیش تنیدگی اولیه افزایش یافته و با بیشتر شدن میزان مشارکت کابل در مقاومت خمشی مقطع کاهش می یابد. در مورد سختی پس از تسلیم قاب هیبرید نیز می توان گفت که با افزایش درصد مشارکت کابل در مقاومت خمشی مقطع افزایش یافته و با افزایش تنش مؤثر کابل کاهش می یابد. به جهت مقایسه نتایج نرم افزار ANSYS در موارد جدید از روش آنالیز دوران بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده از این روش انطباق مناسبی با نتایج نرم افزار داشت. برآورد این روش از رفتار پس از تسلیم قاب اندکی دست پایین بوده و بنابراین سختی پس از تسلیم به دست آمده از این روش کم تر از نرم افزار بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی