مطالعه آزمايشگاهي رفتار اتصال مفصل بتني با جزييات متداول

Experimental Study of Concrete Hinge Connections with Usual Details

در برخي موارد استفاده از مفاصل خمشي در سازه‌هاي بتني، مي‌تواند باعث كاهش ابعاد اعضا و بهبود رفتار سازه شود. بر خلاف اين موضوع و با وجود استفاده فراوان از اين اتصالات در سازه‌هايي مثل پل، تاكنون براي اتصال مفصلي در ساختمان‌هاي بتني معمولي جزييات مناسبي كه مورد قبول جامعه علمي و مهندسي باشد ارايه نشده است. جزييات موجود كه در آن‌ها آرماتورهاي طولي در مقطعي كه نياز به رفتار مفصلي دارد به صورت ضربدري در مي‌آيد، به دليل نبود نتايج تحقيقاتي عميق، به طور معمول مورد استفاده قرار نمي‌گيرند. در اين تحقيق سعي شده تا دو سري از جزيياتي كه براي مفاصل خمشي پيشنهاد شده به صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گيرد. در اين راستا سه نمونه تير بتني طره با اتصالات مختلف ساخته و مورد آزمايش قرار گرفته‌اند. نمونه نخست داراي اتصال صلب است كه به عنوان نمونه شاهد ملاك مقايسه ساير نمونه‌ها است. دو نمونه ديگر داراي جزيياتي است كه در برخي منابع براي رفتار مفصلي پيشنهاد شده است. در يكي از اين نمونه‌ها، آرماتور طولي در محل اتصال به صورت ضربدري درآمده و در نمونه ديگر علاوه بر اين كار، دو شيار عرضي در بالا و پايين محل ضربدري ايجاد شده است. بارگذاري به صورت اعمال جابجايي به سر آزاد تير انجام و نمودار خمش - دوران در محل اتصال ملاك مقايسه رفتار نمونه‌ها قرار گرفته است. بر اساس نتايج به دست آمده هيچ‌كدام از جزييات موجود را، به دليل رفتار طرد و مقاومت خمشي قابل توجه نمي‌توان به عنوان اتصال مفصلي در نظر گرفت.

Applying hinge connection in concrete buildings can sometimes decrease the element sizes or improve the seismic behavior of the structures. Two details are famous as hinge for the regular concrete buildings, however none of them has been confirmed experimentally. Therefore, they are not applied in the practical projects. In this study, the details are experimentally studied. For this, three cantilever concrete beam specimens with different connections were constructed and loaded by the displacement-controlled loading. The first specimen had rigid connection that was used as the reference. The second and third specimens had crossed reinforcements at the hinge part; however, the last one was also equipped with two grooves at the top and bottom of the section. Moment- rotation diagrams of the specimens show that connections with the crossed reinforcement with or without the grooves cannot be considered for hinge connections, for their brittle behaviors and considerable bending strengths.