خرابی پیش رونده سازه های ساختمانی به طور معمول هنگامی اتفاق می افتد که تحت شرایط بارگذاری غیرمعمول ناشی از کاهش ناگهانی ظرفیت باربری یک یا چند عضو حیاتی قرار می گیرند که این عامل منجر به خرابی زنجیروار و نهایتا خرابی فاجعه بار می گردد. در این تحقیق، بر پایه رهیافت مسیر بار جایگزین (ALP)، با استفاده از روش تحلیل المان محدود (FEM)، مطالعه عددی به منظور بررسی رفتار اتصالات تیر-ستون در قاب های بتن آرمه تحت شرایط از دست رفتن ستون پیرامونی (خارجی) در طبقه هم کف انجام می پذیرد. این پژوهش یک روش مدل سازی المان محدود ساده و در عین حال قابل اعتماد برای پیش بینی پاسخ غیرخطی بار-جابه جایی زیرمجموعه های بتن آرمه ای که توسط محققین قبلی به روش تجربی آزمایش شده اند را ارایه می دهد. مدل های آزمایشگاهی مورد استفاده برای صحت سنجی شامل دو سری از زیرمجموعه های تیر-ستون داخلی و خارجی با جزییات آرماتورگذاری متفاوت می باشند. در شبیه سازی عددی مورد نظر سعی شده است رفتار غیرخطی فولاد و بتن به وسیله داده های ساختاری مناسب و هماهنگ با المان ها و مش بندی ساده، مدل شود. مقایسه داده های تجربی و نتایج حاصل شده عددی نمونه های مختلف شبیه سازی شده، نشان از دقت بالای این مدل پیشنهادی دارد. در ادامه تحقیق، بر اساس مدل عددی صحت سنجی شده، مطالعه موردی برای بررسی اثر دال به صورت تیر T شکل بر روی رفتار زیرمجموعه ها و همچنین رفتار زیرسازه های تشکیل شده از هر دو اتصال داخلی و خارجی انجام شده است.

هدف این پژوهش بررسی عددی اثر خاموت‏ های پیوسته (دورپیچ) در محصور شدگی ستون های مربعی بر میزان ظرفیت باربری و شکل پذیری ستون های بتن آرمه و مقایسه این نوع خاموت‏ ها با خاموت‏ های معمولی می باشد. جهت دستیابی به این هدف، تحلیل غیرخطی هندسی، غیرخطی مصالح و تحلیل از نوع RIKS به وسیله ی نرم افزار اجزای محدود ABAQUS صورت گرفته است. در مطالعه ی حاضر با ثابت نگه داشتن طول ستون ها اثر تغییر در پارامترهای مختلف نظیر فاصله ی خاموت ها، تنش تسلیم میلگردها (فولاد پر مقاومت و با مقاومت معمولی) و تغییر در ابعاد مقطع مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که ستون های محصور شده با دورپیچ عملکرد بسیار بهتری را نسبت به ستون های محصور شده با خاموت خواهند داشت. در شرایط مختلف در ستون های با دورپیچ نسبت به ستون های با خاموت، حدود 10 تا 20 درصد افزایش در ظرفیت باربری روی داده است. همچنین استفاده از دورپیچ سبب بهبود شکل پذیری ستون ها شده است. با افزایش فاصله خاموت ها و دورپیچ ها از ظرفیت باربری ستون کاسته می شود و با افزایش ابعاد مقطع ظرفیت باربری ستون افزایش و از میزان تنش وارده به میلگردها نیز کاسته می شود از سوی دیگر با افزایش تنش تسلیم میلگردها، از تنش وارد در بتن کاسته شده و ظرفیت ستون افزایش می ‏یابد.

رفتار غیرخطی ستون های بتن آرمه تحت بارهای چرخه ای، سبب کاهش امکان استفاده از روش های تحلیل کلاسیک در بررسی ظرفیت تغییرشکل آن ها می گردد. مدل های ریاضی ـ تحلیلی مبتنی بر مفاهیم پایه و اصول مکانیک سازه و یا مدل های تجربی ـ آماری مبتنی بر رگرسیون غیرخطی، عموماً فاقد دقت و سرعت کافی در پاسخ گویی به این گونه مسائل می باشند. محاسبات نرم امکان پاسخ گویی به مسائل پیچیده در شرایط عدم قطعیت را با دقت قابل قبول دارد. هدف اصلی این تحقیق، بررسی امکان استفاده از محاسبات نرم در بررسی ظرفیت تغییرشکل ستون های بتن آرمه با استفاده از داده های آزمایشگاهی جمع آوری شده می باشد. به این منظور با استفاده از سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی و شبکه های عصبی مصنوعی، چهار مدل ارائه می گردد که مراحل آزمایش آن ها با استفاده از داده های بیش از 100 نمونه ستون بتن آرمه که از بانک اطلاعاتی مرکز تحقیقات مهندسی زلزله وابسته به دانشگاه واشنگتن انتخاب شده، صورت گرفته است. متغیرهای اصلی هندسی و مکانیکی موثر بر تغییرشکل جانبی ستون به عنوان ورودی های مدل تعریف گردیده اند. تغییرمکان های جانبی متناظر خُرد شدن پوشش بتنی ستون و کاهش بیست درصدی مقاومت جانبی ستون به عنوان خرابی های خمشی و خروجی مدل ها مورد استفاده قرار گرفته اند. دو مدل با الگوریتم انفیس و دو مدل به روش پرسپترون چندلایه کدنویسی شده اند. مقایسه ی مقادیر خطای دو مدل انفیس نسبت به دو مدل پرسپترون چندلایه نشان دهنده قابلیت مناسب انفیس در پیش بینی رفتار ستون های بتن آرمه تحت بار جانبی چرخه ای می باشد.

تشکیل پدیده ستون کوتاه در سازه های بتن آرمه سبب شده است که مهندسین طراح رفتار این گونه سازه ها را مورد بررسی قرار دهند. از جمله شرایطی که منجر به تشکیل ستون کوتاه می گردد قرار گیری سازه در یک موقعیت شیب دار است. در این مقاله دو سازه 8 و 16 طبقه یک بار بر روی سطح هموار و بار دیگر بر روی یک موقعیت شیبدار مدلسازی و مقاطع آن ها با استفاده از تحلیل استاتیکی معادل طراحی شدند. سپس با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی به مقایسه رفتار این سازه ها در ناحیه پلاستیک پرداخته شد. مدلسازی سازه ها در نرم افزار Sap2000v20 صورت گرفت و جهت مقیاس سازی شتاب نگاشت های مورد استفاده در تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی از نرم افزار SeismoSignal. v2018 استفاده شد. با بررسی نتایج ملاحظه گردید که تشکیل پدیده ستون کوتاه در سازه های بتن آرمه دارای سیستم قاب خمشی ویژه، تاثیر منفی بر پاسخ لرزه ای سازه ها دارد؛ به طوری که باعث افزایش جابجایی طبقات، افزایش دریفت سازه و همچنین ایجاد مکانیسم (یا تشکیل مفاصل پلاستیک) می شود. به عنوان مثال، بر اساس نتایج بدست از سازه 8 و 16 طبقه با و بدون ستون کوتاه، مشاهده گردید که میانگین دریفت سازه 8 و 16 طبقه دارای ستون کوتاه به ترتیب به میزان 19% و 1/7% در جهت X بیش تر از سازه بدون ستون کوتاه است و همچنین در جهت Y میانگین دریفت سازه 8 و 16 طبقه دارای ستون کوتاه به ترتیب به میزان 7% و 8/12% بیش تر از سازه بدون ستون کوتاه است.

تیرهای مرکب پیوسته یکی از شکل های متداول مورد استفاده در سازه-های پلی ترکیبی و بلند می باشند که در تکیه گاه های میانی آنها، لنگرهای خمشی بزرگ و نیروهای برشی وجود دارند یکی از مزیت های اصلی در این سیستم ها اندرکنش بین فولاد و بتن است که باعث می گردد که در اثر مقاومت بتن، کمانش موضعی فولاد به تاخیر بیافتد از طرفی به علت محصوریت ناشی از فولاد مقاومت بتن نیز افزایش پیدا کند یک مطالعه جامع پارامتری با استفاده از تجزیه و تحلیل اجزای محدود غیرخطی سه بعدی خواهد شد که شامل طیف گسترده ای از تغییر جزئیات هندسی و مکانیکی می باشد. بنابراین در تحقیق حاضر با مدلسازی رفتار تیر عمیق مرکب و نیز صحت سنجی آن، با استفاده از مدل اجزای محدود نرم افزاز آباکوس، 3مدل متفاوت با تغییر پارامتر (سطح مقطع میلگردهای تقویتی) مدلسازی شده است که نتایج حاصل از مقایسه آنها نشان داد، تغییر سطح مقطع میلگردهای تقویتی تاثیری بر سختی اولیه، بار نهایی و انرژی مصرفی تیر عمیق مرکب مورد بحث در این تحقیق ندارد. با مقایسه ی همه ی مشخص گردید که سطح مقطع میلگردهای تقویتی به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را روی بار نهایی و انرژی مصرفی تیر عمیق مرکب دارند.

0

در پژوهش حاضر، یک روش تحلیلی برای ارزیابی رفتار اتصال تیر به ستون بتن آرمه پس از مقاوم سازی ارائه شده است؛ که در آن، با استفاده از روابط تنش و کرنش های اصلی در ناحیه ی اتصال، انواع مختلف شکست تخمین زده شده است. در ادامه، روند کسب مقاومت و نحوه ی شکست اتصال تیر به ستون به کمک نمودارهای اندرکنش (M-N) به عنوان معیاری برای تعیین روش و مقدار تقویت ارائه شده است. در بخش آزمایشگاهی، 3 نمونه با بار محوری متغیر و 3 نمونه با بار محوری ثابت، با در نظر گرفتن روش های تقویت نصب در نزدیک سطح (N S M) با میلگردهای فولادی و روش نصب روی سطح (E B R) با C F R P، ساخته و آزمایش شدند. در انتها، روش تحلیلی پیشنهادی با نتایج نمونه های آزمایشگاهی سایر پژوهش ها و 6 نمونه ی آزمایشگاهی در پژوهش حاضر مقایسه شده است. نتایج آزمایش تأیید کرد که نمونه های تقویت شده با میلگردهای فولادی، رفتار شکل پذیرتری دارند و همچنین مقایسه ی نتایج آزمایش ها با مقادیر روش تحلیلی نشان داد که روش تحلیلی پیشنهادی، به طور قابل قبولی می تواند رفتار اتصال تیر به ستون را پیش بینی کند.