بررسي آيين‌نامه‌اي و آزمايشگاهي اتصالات تير عريض بتني به ستون

Code Investigation and Experimental Study of Wide Beam-Column Connections

در اين مقاله، عملكرد لرزهاي تيرهاي عريض مورد بررسي قرار مي‌گيرد. ابتدا ضوابط آيين‌نامه‌هاي طراحي و آزمايش‌هاي پيشين انجام شده روي اتصالات تير عريض بتني به ستون مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از بررسي دقيق نتايج آزمايش‌هاي سابق و به منظور شناخت دقيق‌تر رفتار نمونه‌هاي اتصال عريض، 4 نمونه‌ي اتصال تير عريض به ستون در مقياس 3:5 ساخته شد و تحت بار ثابت ثقلي و بار جانبي رفت و برگشتي مورد آزمايش قرار گرفت. نمونه‌ها مطابق ACI 318-14 و ACI 352R-02 طراحي و جزئياتبندي شدند. در 4 نمونه‌ي آزمايشگاهي، هندسه‌ي متفاوت براي ستون (مربعي، مستطيلي و دايرهاي) و تير عرضي (عريض يا معمولي) در نظر گرفته شد. در طول آزمايش‌هاي انجام گرفته، تشكيل مفصل پلاستيك خمشي در تمامي عرض تير عريض در تمامي نمونه‌ها مشاهده شد. جذب انرژي نمونه‌ها نسبتاً بالا بوده كه اين مسأله به دليل استفاده از آرماتورهاي عرضي در موضع اتصال و بار محوري موجود ستون مي‌باشد. عريض بودن يا نبودن تير عرضي و نيز هندسه‌ي ستون‌ها از عوامل تأثيرگذار در رفتار لرزهاي نمونه‌هاي آزمايشگاهي بوده است. مقايسه نتايج آزمايشگاهي با ضوابط آيين‌نامه‌اي نشان مي‌دهد كه نسبت ابعادي ارائه شده توسط آيين‌نامه‌ي ACI 318 براي تيرهاي عريض قابل تغيير مي‌باشد. به علاوه در اتصالات با بار محوري بيشتر از 15 درصد، عملكرد آرماتورهاي طولي ستون از نظر مهار، بهبود پيدا كرده و مي‌توان ضوابط ACI 352R در اين زمينه را تخفيف داد.

In this paper, the seismic behavior of wide beams was investigated. First, code provisions and results of previous tests on reinforcement concrete wide beam-column connections were reviewed. After a precise investigation of previous test results and a detailed study of the behavior of wide joints, 4 specimens of exterior wide beam-column connections on a scale of 3:5 were cast and tested under constant axial and cyclic lateral loads. The specimens were designed and detailed under ACI 318-14 and ACI 352R-02. In tested specimens, different geometries for columns (square, rectangular or circular) and spandrel beams (wide or conventional) were considered. During the tests, the formation of the full-width flexural plastic hinge of wide beams was observed in all the specimens without any shear or torsional failure. Energy absorption of specimens was relatively high and that is because of using stirrups at the joint area and axial loads applied to columns. The width of the spandrel beam and geometry of columns influenced the seismic performance of tested specimens. A comparison between experimental results and ACI provisions showed that dimensional limitations of ACI 318 on wide beams can be violated. Also, in wide joints with an axial load ratio greater than 15%, the bond performance of column longitudinal bars is improved, and ACI 352R provisions in this context can be relaxed.