بررسي رفتار لرزه اي و مشخصات مفاصل سازه اي تيرها و قاب‌هاي كامپوزيت سيماني مسلح توانمند HPFRCC

The Investigation of Seismic behaviour and structural hinge Characteristics of HPFRCC Beams and Frames

بتن هاي اليافي توانمند سيماني كامپوزيتي HPFRCC داراي خصوصيات مناسب نسبت به بتن معمولي و داراي رفتار سخت-شوندگي كرنش تحت كشش و قابليت جذب انرژي بالا بوده و منجر به سازه هايي با ظرفيت بالاتر و تامين ايمني بيشتر در برابر زلزله نايل مي شوند و از طرفي فيوزهاي سازه اي، نقاطي از سازه هستند كه به سبب اعمال نيرو هاي داخلي زياد مستعد تخريب شده و مفاصل پلاستيك در آن ها متمركز شده و تخريب هاي احتمالي آغاز مي گردد، لذا اين مصالح نوين ميتوانند بعنوان فيوزهاي سازه اي بكار روند. نحوه‌ تشكيل و خصوصيات مفاصل پلاستيك در تيرها و قاب هاي ساخته شده با HPFRCC با درنظرگرفتن 12 تير و 12 قاب بتني در اين مقاله مورد بررسي قرار مي گيرد و متغيرهايي نظير مقاومت فشاري و نوع بتن معمولي و HPFRCC، و درصد بار قائم ستون ها انتخاب شدند و بقيه پارامترها ثابت فرض شدند. نتايج نشان ‌داد كه در تيرهاي HPFRCC با افزايش مقاومت فشاري، مقادير نيروي و تغييرمكان حداكثر، انحنا و طول ناحيه پلاستيك افزايش يافت. تيرهاي HPFRCC تحت بارگذاري متمركز، داراي بيشترين تغييرمكان و جذب انرژي و تحت بارگذاري يكنواخت، بيشترين نيرو و تيرهاي تحت بارگذاري دو نقطه اي داراي مقدار بيشتر طول ناحيه پلاستيك نسبت به تيرهاي تحت بارگذاري يكنواخت بودند. قاب هاي HPFRCC داراي نيرو و تغييرمكان جانبي به ترتيب حدود 7 و 18 % بيشتر نسبت به قاب بتني مشابه خود بوده و ميزان انحنا و طول ناحيه پلاستيك نيز به ترتيب تا 1/18 و 1/30 برابر نسبت به قاب هاي RC افزايش يافتند.

Structural fuses are some points in structure which are exposed of destruction due to vast internal forces and plastic joints are summed up in them and possible destruction would start in these points, so the best way is substituting well-featured materials such as HPFRCC rather than conventional concrete against earthquake with rigidity behaviour of strain under tension and capability of high energy absorption before failure. The formation and features of plastic joints in HPFRCC beams and frames are investigated in this paper considering 12 concrete and HPFRCC beams and 12 columns with variables such as compressive strength, lateral load type, axial load in column. Results showed that in HPFRCC beams, increasing compressive strength leaded into increasing force and displacement, curve, plastic joint length. HPFRCC beams under concentrated loading had the more displacement and energy absorption, and beam under uniform loading had the maximum force and the beams under two-point loading had longer plastic hinge rather than beams under uniform loading. HPFRCC frames had lateral force and displacement of respectively 7% and 18% more than their relevant concrete frames and curvature, plastic joint length were increased up to 1.18 and 1.30 times of RC frames, respectively. Therefore the HPFRCC material is effective and appropriate for new concrete structures subjected cyclic loading.