Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Madhkhan
مرتضی مدح خوان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nima Nazemi
نیما ناظمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Analytical Investigation of Semi-Rigid Beam to Column Connections in Precast Concrete Frames
Precast concrete industry, due to its inherent and unique characteristics in terms of fabrication and construction, has become well known among engineers in recent decades. Compared to in-situ concrete structures, precast concrete systems provide engineers with better quality control in production process, facility of construction, etc. But connections between structural elements are vulnerable in precast concrete structures. Connection details, in addition to their vital role in local and overall structural response to loadings, are effectively dominant over erection process. Rigid beam to column connections in these types of structures are relatively difficult to form and may neutralize precasting traits. Consequently, a beam to column connection detail, which is fast and easy to construct, and of course, capable of satisfying mechanical requirements such as strength and stiffness, is the main goal of this research. Two types of semi-rigid beam to column connections were suggested, designed, analyzed using nonlinear finite element software, ABAQUS. Computer models of connections were subjected to monotonic lateral load, accompanied by axial load on column. Computer analysis was performed in order to obtain an estimation for future experimental studies. Results were compared with equivalent in-situ system in terms of lateral stiffness, strength, energy absorption and ductility. Increase in compressive axial force over column has positive effects while tension results in reduction of lateral stiffness and strength, in both one way and two way connections. The before mentioned properties in precast connections are less sensitive to column load variation. Analysis results were satisfactory compared to equivalent in-situ connection. Thus, they can be used instead of rigid connections. Finally, the design methods for the suggested connections were presented. Keywords: Precast Concrete, Rigid Beam to Column Connections, Nonlinear Finite Element, Lateral Stiffness and Strength, Energy Absorption, Ductility
با توجه به مزایای بتن پیش ساخته، امروزه استفاده از این گونه سازه ها در جهان رو به افزایش است. در سیستم های قابی، اتصالات نقش بسیار مهمی در رفتار موضعی و کلی سازه ایفا می کنند. به علاوه، به دلیل عدم پیوستگی، اتصالات نقطه ی ضعف این گونه سازه ها به شمار رفته و توجه ویژه ای در طراحی و اجرا می طلبند. ایجاد اتصال کاملا صلب تیر به ستون در این گونه سازه ها از دیدگاه اجرایی بسیار مشکل و زمان بر بوده و تا حدی خصوصیات پیش ساختگی را تحت الشعاع قرار می دهد. بنابراین ارائه ی اتصالاتی که علاوه بر تامین ویژگی های مکانیکی مورد انتظار، اجرای آن ها ساده و سریع باشد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با این دیدگاه، در این پروژه دو اتصال نیمه صلب تیر به ستون پیش ساخته معرفی شده و با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS 6.10 در دوحالت یکطرفه و دوطرفه مدل سازی و آنالیز شده است. در هر دو اتصال، نشیمن تیر یک کربل فلزی مدفون در ستون است که میلگردهای مثبت با استفاده از پیچ یا جوش با آن متصل شده و نیروی ناشی از لنگر خمشی مثبت را به ستون منتقل می کند. لنگر خمشی منفی نیز توسط میلگردهایی که از سوراخ های موجود در ستون عبور کرده و در بتن درجای دال مدفون می شود، تحمل می گردد. این اتصالات تحت بار جانبی قرار گرفته و از دیدگاه سختی جانبی، مقاومت جانبی، جذب انرژی و شکل پذیری با اتصال معادل یکپارچه تحت سربارهای مختلف محوری ستون مقایسه و بررسی شده است. افزایش سربار فشاری اثر مثبتی در پاسخ سیستم های مذکور دارد اما با تبدیل سربار فشاری به کششی رفتار اتصالات به طور قابل توجهی افت می کند. سختی و مقاومت جانبی اتصالات پیشنهادی در حالت دوطرفه تا حد قابل قبولی به اتصال معادل یکپارچه نزدیک بوده است؛ بنابراین این اتصالات می تواند جایگزین مناسبی برای اتصالات کاملا صلب در سازه های بتنی پیش ساخته باشد. در پایان نیز روشی برای طراحی اتصالات پیشنهادی تدوین و ارائه شده است. کلمات کلیدی: بتن پیش ساخته، اتصال نیمه صلب، آنالیز اجزاء محدود، شکل پذیری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی