اثر وجود حفره های هوا در مکانیزم شکست و سطوح عملکردی اتصال های کناری قاب های بتنی

وجود حفره در نواحی حساس اتصال تیر به ستون می تواند خسارت های ناخواسته ای را موجب شود. در این مقاله با استفاده از مدل خرپایی اتصال و بارگذاری تاریخچه زمانی به بررسی اثر حفره های مذکور در تغییر سطوح عملکردی اتصال پرداخته شده است. صحت سنجی با مدل سازی و تحلیل عددی یک اتصال کناری سالم که نتایج آزمایش چرخه ای آن تا آستانه فروریزش در دسترس می باشد صورت گرفت. چهار سطح عملکردی بر اساس اندازه عرض ترک تعریف و تاثیر وجود حفره در تغییرعرض ترک در اتصال مورد بررسی قرار گرفت. با مقایسه ی نتایج بدست آمده از آنالیز غیر خطی مشخص گردید که در اثر ایجاد حفره هوا ظرفیت باربری اتصال کاهش یافته و زودتر وارد محدوده شکست می شود اما وجود حفره می تواند نحوه توزیع خسارت در اتصال را تغییر دهد به طوری که برخی از ترک ها را باز تر و برخی دیگر را ببندد. همچنین لغزش میلگرد ها در اثر وجود حفره در سیکل های فشاری افزایش می یابد این تغییرات باعث افزایش نیاز شکل پذیری اتصال می شود. به طوری که در مطالعه اخیر این لغزش تا ۹۱ درصد افزایش را نشان می دهد. با تقسیم اتصال به ۴۰ قسمت مساوی و قرار دادن حفره در قسمت های مختلف، مشخص شد که حفره های ایجاد شده در محل اتصال تیر و ستون می توانند مخرب تر باشند. در مقابل حساسیت نسبت به حفره های مرکزی کمتر است. همچنین مشاهده گردید که حفره های قرار گرفته در مجاورت میلگرد های طولی حتی با حجم کم می توانند بدلیل تشدید لغزش باعث تسریع تخریب اتصال شوند. در این مطالعه معلوم گردید که وجود حفره می تواند باعث افزایش استهلاک انرژی شود به طوری که یک حفره با حجم ۵/۲ درصد در نزدیکی ستون می تواند متوسط میزان اتلاف انرژی را حدود ۶/۱% بهبود بخشد.

Keywords:

گسیختگی اتصال , سطوح عملکردی , بارگذاری چرخه ای , مدل خرپایی اتصال , حفره هوا