مدل سازی عددی رفتار غیرخطی اتصالات تیر به ستون در قاب های بتن آرمه تحت بارگذاری چرخه ای با استفاده از مدل CDP

اتصالات تیر به ستون یکی از مهم ترین و آسیب پذیرترین نواحی در سازه های بتن آرمه محسوب می شوند که نقش اساسی در انتقال نیروهای ناشی از بارهای ثقلی و جانبی به ویژه زلزله ایفا می کنند. تحلیل این ناحیه به دلیل رفتار غیرخطی مصالح، اندرکنش های پیچیده و تمرکز تنش ها، همواره یکی از چالش برانگیزترین مسائل در مهندسی سازه بوده است. در این مقاله، با بهره گیری از نرم افزار ABAQUS و مدل پلاستیسیته آسیب دیده بتن (CDP)، یک مدل سه بعدی دقیق از اتصال تیر به ستون ارائه شده و رفتار آن تحت بارگذاری چرخه ای تحلیل می شود. مدل سازی شامل در نظر گرفتن ترک خوردگی بتن، تسلیم آرماتورها، زوال سختی و اثر خاموت های عرضی است. شرایط مرزی واقعی، المان های مناسب برای بتن و آرماتور، و روش بارگذاری مطابق دستورالعمل ACI 374 در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده از منحنی های نیرو-تغییرمکان، توزیع تنش ها و کرنش ها و تحلیل رفتار هیسترزیس اتصال، گویای شکل پذیری مناسب و ظرفیت جذب انرژی بالا در حالت وجود تقویت عرضی بوده و تاثیر چشمگیر آن بر عملکرد لرزه ای اتصال تایید شده است. همچنین با مقایسه دو مدل تقویتی مختلف، نشان داده شد که آرایش مناسب آرماتورها می تواند به بهبود قابل توجهی در مقاومت و دوام اتصال منجر شود. این تحقیق ضمن تایید قابلیت مدل سازی عددی دقیق، می تواند به عنوان مبنایی برای طراحی و مقاوم سازی سازه های موجود به ویژه در مناطق زلزله خیز استفاده گردد.

Keywords:

اتصال تیر به ستون , تحلیل عددی , بتن آرمه , رفتار غیرخطی , مدل CDP