ارائه مدل غيرخطي براي رفتار اتصالات خارجي تير به ستون در ساختمان‌هاي پيش‌ساخته بتني

Nonlinear modeling of exterior beam-column joints in precast concrete buildings

با توجه به نياز روز افزون مسكن در جوامع مختلف، سيستم قاب‌هاي ساختماني بتن مسلح پيش‌ساخته يكي از روش‌هايي است كه مي-توان با بهره‌گيري از آن، اقدام به توليد انبوه ساختمان و مسكن نمود. از سوي ديگر، تجربيات حاصل از زلزله‌هاي گذشته آسيب‌پذيري لرزه‌اي قابل توجه اين ساختمان‌ها را در برابر زلزله خصوصا در ناحيه اتصالات نشان مي‌دهد. يكي از نكات مهم در طراحي و اجراي سازه‌هاي بتني پيش‌ساخته، چگونگي اتصال المان‌هاي پيش‌ساخته تير به ستون مي‌باشد كه تاثير بسيار مهم در رفتار لرزه‌اي اين سازه‌ها نيز خواهد داشت. در اين مقاله سعي شده است با استفاده از رفتار نمونه‌هاي آزمايشگاهي اتصالات پيش‌ساخته، تخميني دقيقتر از رفتار لرزه‌اي اين اتصالات و مدهاي آسيب در آ‌‌ن‌ها بدست آيد. بدين منظور دو اتصال خارجي پيش‌ساخته با كربل فولادي و كربل بتني كه دو نمونه از رايج‌ترين اتصالات پيش‌ساخته مي باشند، مورد بررسي قرار گرفته است. در نهايت، يك مدل عددي براي لحاظ كردن رفتار غيرخطي اين نوع اتصالات در نرم‌افزار Opensees ارائه شده است. براي كاليبره نمودن مشخصات مدل عددي پيشنهاد شده از رفتار نمونه‌هاي آزمايشگاهي بهره برده شده است. نتايج بررسي و مقايسه رفتار مدل غيرخطي ارائه شده براي رفتار اتصالات پيش ساخته، تطابق مناسبي را با رفتار هيسترزيس نمونه‌هاي آزمايشگاهي نشان مي دهد، به طوريكه پارامترهاي رفتار لرزه اي اتصالات مورد بررسي همچون ماكزيمم ظرفيت باربري، سختي اتصال، انرژي اتلافي و ظرفيت شكل‌پذيري زيرسازه در مدل عددي و آزمايشگاهي با اختلافي كمتر از 5 درصد با يكديگر مطابقت دارند.

Due to the increasing demand for housing, various communities are using the technology and advanced equipment to build housing. Precast RC frame system is one of the methods used for this purpose. The most important features of this structural system are the high quality of construction due to the manufacturing of parts in the factory, the ease and speed of implementation, thus reducing the time gap between investment and utilization, also the possibility of working in poor atmospheric conditions. One of the important points in the implementation of precast concrete structures is how to connect the precast elements of the beam to the column, which will have a significant effect on the seismic behavior of these structures. In this paper, we have tried to estimate the seismic behavior of these structures using the behavior of some experiment specimens of precast joints, which are close to the executable details in Iran. To do this, a numerical model has been presented to consider the nonlinear behavior of this type of connection in the Opensees software and has been used to calibrate the numerical model results from the experiment behavior of the above specimen. The advantages of this nonlinear model include a very good match between the experimental and numerical results of Hysteresis Load- Displacement curve, also hysteresis parameters such as maximum bearing capacity, joint strength, dissipation energy and ductility capacity, that the difference between these results is less than 5%.