Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Madhkhan,Mohammad reza Eftekhar
مرتضی مدح خوان (استاد راهنما) محمدرضا افتخار (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeed Bahrami
سعید بهرامی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Behaviour of moment resisting precast concrete beam to column connections under cyclic loading
, Precast concrete frames structures offer momentous advantages compared to cast in place reinforced concrete structures, which has led to a considerable global increase its market. In these type of frames, constructability, strength, ductility and strength hinge upon the behavior of the connections. A viable solution that facilitates construction and also satisfies structural requirements can make a difference in the structural and also economic output. Architectural aspects also are of importance. In this research, the proposed connections are designed not only to minimize construction time and labor work, also satisfy the required acceptance criteria of ACI 374-2005 for new connection details. During the construction period, semi precast beams were placed on corbels, partly embedded inside the continuous columns. This will remove the need for shoring and temporary bracing to hold the precast unit in place and during the erection of the precast components. Furthermore, the hidden corbel addresses the architectural drawback of ordinary concrete corbels. This research is aimed to introduce five new type of precast connections to join the semi precast beam to a continuous precast column with hidden corbel protruding from its side for the purpose by bolting or welding. This system has been designed to provide for rapid in site assembly without using concrete corbels. Five type of precast concrete semi precast beam to continuous precast column, designed for developing seismic loads in precast frames, were designed and proposed. The proposed connections consisted of semi precast beam with recede section, with threaded bars at top in all connections, and threaded bar or non threaded bars at bottom, bolted or welded to the corbel in precast continuous column. The specimens in each type of connections with two different longitudinal reinforcement and two monolithic reference specimens were tested under reversed cyclic loading (12 specimens). Variables included the amount of longitudinal reinforcement in the beams and shape of corbels. The proposed precast connection provides good structural integrity in the connections and can reduce construction time by eliminating the need for formworks and minimizing cast-in-place concrete volume. Hysteresis loops, strength, stiffness degradation, damping, energy dissipation and ductility of the precast specimens have been compared to those of the corresponding monolithic connections. Three types of the new proposed precast connection satisfied all of the acceptance criteria for moment frames based on structural testing in ACI374-2005. Keywords: Precast structures, Beam to column precast connections, Energy dissipation, Stiffness degradation, Ductility, Lateral strength, ACI374-2005
مطابق تجربه ی سال های گذشته، خسارت های سازه ای که در زمان وقوع زلزله به ساختمان های پیش ساخته تحمیل شده است ناشی از جزییات ضعیف و عدم طراحی مناسب اتصالات آن بوده است. محققین در سال های اخیر سعی کرده اند با معرفی جزییات مناسب، المان های پیش ساخته را طوری به هم اتصال دهند که اتصالات بوجود آمده رفتار لرزه ای مناسبی از خود نشان دهند. از طرفی ارائه جزییات مناسب تیر به ستون در ساختمان های پیش ساخته که از آن انتظار رفتار مناسب خمشی و لرزه ای برود و از طرف دیگر مشکل پیچیدگی جزییات اتصال های معرفی شده تا کنون را بر طرف کند قویا احساس می شود. در این رساله با هدف ارائه چند نوع اتصال خمشی پیش ساخته، سعی شده است مواردی نظیر سرعت اجرا، شرایط اجرایی کشور و امکانات آن در نظرگرفته شود. در این راستا پنج نوع اتصال تیر به ستون بتنی پیش ساخته و از هر نوع دو اتصال ( 10 اتصال پیش ساخته) با دو آرماتورگذاری متفاوت برای تیر، از نوع یکطرفه برای بررسی مقاومت، شکل پذیری و صلبیت این اتصالات تحت بارهای جانبی رفت و برگشتی ساخته و تحت آزمایش قرار گرفت و با نمونه مبنای یکپارچه مقایسه گردید. در کلیه اتصالات، ستون ها بطور ممتد در ارتفاع ساخته شده و در محل اتصال تیر به ستون (تراز سقف) کربل های فلزی و یا بتنی پیش بینی شده که داخل ستون مدفون پیش بینی شده است. سوراخ هایی درستون برای عبور آرماتورهای بالای تیر نیز در ستون تعبیه گردید. تیرها در کلیه اتصالات همگی از نوع نیمه پیش ساخته پیش آمده و طوری طراحی شدند که انتهای پیش آمده آن ها روی کربل های خارج شده از ستون قرار گرفته و با تکنیک های مختلفی نظیر مهره، پیچ و یا جوش، اتصال تیر به کربل تامین می شود. پس از برقراری اتصال تیر به ستون از طریق کربل، آرماتورهای بالای تیر از خاموت های انتظار تیر و سوراخ های تعبیه شده در ستون عبور کرده و سپس با گروت ریزی در فضاهای خالی بین تیر و ستون و سوراخ های محل عبور آرماتورهای بالای تیر و بتن ریزی رویه تیر اتصال تکمیل شد. در انتها آرماتورهای بالای تیر با دو مهره و یک ورق سوراخ دار به پشت ستون متصل شدند. اتصالات ساخته شده در آزمایشگاه تحت بار جانبی رفت و برگشتی تا دریفت 5/4 درصد قرار گرفت و پس از ترسیم منحنی های هیسترسیس نیرو- جابه جایی، پارامترهایی نظیر شکل پذیری ، مقاومت نهایی، انرژی اتلافی، کاهش سختی سکانت و میرایی اتصال استخراج شد. کلیه اتصالات پیش ساخته به غیر از یک مورد در بار مثبت، توانستند از نظر مقاومت خمشی، مقاومتی نزدیک و یا حتی بیشتر از اتصال یکپارچه معادل کسب کنند. از نظر سختی اولیه و الگوی کاهشی سختی سکانت و یا افزایش میرایی در هر دریفت، اتصالات پیش ساخته نمودارهایی شبیه به نمونه یکپارچه معادل ارائه دادند؛ هر چند اتلاف انرژی و ضریب شکل پذیری نمونه های پیش ساخته نسبت به نمونه یکپارچه اعداد کوچکتری حاصل شد. در یک نتیجه گیری مهم، پارامترهای استخراج شده با ضوابط پذیرش اتصالات در آیین نامه ACI374-2005 مقایسه شد. نتایج نشان داد که سه اتصال از پنج اتصال پیشنهاد شده ضوابط آیین نامه فوق را ارضا می کنند و برای استفاده در مناطق لرزه ای مناسب می باشند. به طور خلاصه می توان گفت، با ترکیب اتصال خشک و تر در این رساله، اتصالات پیش ساخته تیر به ستونی معرفی شده است که علاوه بر راحتی و سرعت بالای اجرا، ضوابط آیین نامه جهت دستیابی به شکل پذیری مناسب و استفاده در قاب های خمشی بتن آرمه لرزه ای را تضمین می کند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی