Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Madhkhan
مرتضی مدح خوان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Majid Heydari
سیدمجید حیدری اشکفتکی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Evaluation of Reduction Factor for Precast Concrete Frames with Hybrid Connections and Post-tensioned Precast Concrete Shear Walls
Pre-constructed concrete systems can greatly lead to a practical-economic solution to construct various buildings. Within the recent years, lots of research studies have been implemented to investigate the connection in pre-constructed concrete elements. Certain benefits of hybrid connections as a promising finding through wide research studies recently conducted into characterization of connections between pre-constructed concrete elements, allow designers to safely utilize pre-constructed concrete elements in the seismic regions. In such a connection, utilizing the simultaneous use of post-tensioning tendons (or cables) along with ductile steel bars shear force and bending moment are transferred. The compressive force developed at the location of beam-column connection resulting from the cable post-tensioning force, leads the shear force to be transferred because of the friction generated between beam and column. The yield of flexural steel bars located at either top or bottom of the connection section in tensile or compressive loading, are considered as the major reason for the system energy dissipation. Nowadays, the equivalent static method is presented as a structure seismic design method by most of the provisions. In this method, structure reduction factor is the most important parameter representing structure reduction along non-elastic zone. In these provisions, reduction factor is presented as constant coefficients only for some common structural systems. However, structure reduction factor depends on various parameters including structure vibration time period, ductility and site soil type where the structure is built. Since parameters such as ductility and structure vibration time period are different from each other in pre-constructed and in-place concrete elements, consequently, the respective structure reduction factors according to these systems are different as well. Hence, it is necessary to introduce an approach to determine the reduction factor in pre-constructed elements. In the current study, the reduction factor for pre-constructed concrete structures having hybrid connections is investigated using Perform 3D software. Frames in this study include the moment frames with hybrid connections and dual systems with post-tensioning shear walls. The frames may be 4, 8 or 12-story and may be 1, 3 or 5-span type. Post-tensioning percentage of hybrid connections, number of stories, number of spans and lateral load pattern are among the factors investigated in this study. In addition, accurate comparisons will be made between results obtained from analysis of pre-constructed and in-place frames. The mean reduction factors determined for in-place moment and dual frames were respectively 5.28 and 6.75 which are a little bit higher than those estimated by provision models. Moreover, the average reduction factors obtained respectively for pre-constructed moment and dual frames were 4.57 and 5.50, which are of lower values compared to those obtained for in-place frames.
سیستم‌های پیش‌ساخته بتنی می‌توانند نمایانگر راه حلی عملی و اقتصادی برای ساخت ساختمان‌های مختلف باشند. در سال‌های اخیر تحقیقات بسیاری بر روی اتصالات مابین قطعات پیش‌ساخته بتنی انجام شده است. اتصال هیبریدی یکی از نتایج برنامه‌های تحقیقاتی متعدد محققین بر روی اتصالات سازه‌های پیش‌ساخته بتنی در سال‌های اخیر است که با بهره‌گیری از مزایای آن می‌توان از سازه‌های پیش‌ساخته بتنی در مناطق لرزه‌خیز استفاده کرد. در این اتصال، انتقال نیروی برشی و لنگر خمشی با استفاده هم‌زمان از فولاد نرمه و کابل پس‌کشیده امکان‌پذیر می‌شود. نیروی فشاری ایجاد شده در محل اتصال بر اثر نیروی پس‌کشیدگی کابل، با ایجاد اصطکاک بین تیر و ستون امکان انتقال نیروی برشی را فراهم می‌کند. میلگردهای خمشی که در بالا و پایین مقطع اتصال قرار می‌گیرند با تسلیم شدن در کشش و فشار، عامل اصلی اتلاف انرژی در این سیستم محسوب می‌شوند.امروزه در اکثر آیین‌نامه‌‌ها، روش استاتیکی معادل به عنوان یک روش طراحی لرزه‌ای سازه‌ها معرفی می‌گردد. در این روش ضریب، رفتار مهم‌ترین پارامتر مورد نیاز است که نمایانگر رفتار سازه در ناحیه غیر الاستیک است. با این وجود در این آیین‌نامه‌ها ضریب رفتار تنها برای تعدادی از سیستم‌های سازه‌ای متداول و به صورت عددی ثابت ارائه شده است؛ این درحالی است که ضریب رفتار یک سازه به عواملی چون پریود سازه، میزان شکل‌پذیری، نوع خاک محل و عوامل دیگر بستگی دارد. از آنجایی که پارامترهایی نظیر شکل‌پذیری و پریود سازه در سازه‌های پیش‌ساخته بتنی با سازه‌های درجا تفاوت دارد، ضریب رفتار این سازه‌ها برابر با ضریب رفتار سازه‌های درجا نیست. بنابراین تعیین ضریب رفتار برای سازه‌های پیش‌ساخته بتنی کاملا ضروری می‌باشد.در این تحقیق ضریب رفتار سازه‌های پیش‌ساخته بتنی با اتصالات هیبریدی با استفاده از نرم‌افزار Perform 3D مورد بررسی قرار گرفته است. قاب‌های مورد بررسی در این تحقیق شامل قاب‌های خمشی با اتصال هیبریدی و قاب‌های دوگانه با دیوار برشی پس‌کشیده می‌باشد. تعداد طبقات قاب‌های مورد بررسی 4، 8 و 12 و تعداد دهانه‌ها 1، 3 و 5 می‌باشد. در این تحقیق اثر عواملی چون درصد پس‌کشیدگی اتصالات هیبریدی، تعداد طبقات، تعداد دهانه‌ها و الگوی بار جانبی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج بدست آمده از تحلیل قاب‌های پیش‌ساخته با نتایج حاصل از تحلیل قاب‌های درجا مقایسه شده است. میانگین ضریب رفتار بدست آمده در این تحقیق برای قاب‌های خمشی درجا 28/5 و برای قاب‌های دوگانه درجا 75/6 است که مقداری نسبت به مقادیر آیین‌نامه‌ای بیشتر است. همچنین میانگین ضریب رفتار برای قاب‌های خمشی پیش‌ساخته 57/4 و برای قاب‌های دوگانه پیش‌ساخته 5/5 بدست آمده است که در هر دو سیستم مقادیر کمتری نسبت به قاب‌های درجا دارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی