24155

CIV2 217

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران - سازه

مهندسي عمران و حمل و نقل

1402/10/26

139 ص.

عبدالرضا عطائي , سيدمهدي زندي آتشبار

اتصال مركب بتني فولادي , اتصال برشي پيچي , اتصال تير به ستون , قابل بازنصب

استفاده از سازه‌هاي مركب كه به طور همزمان از مصالح فولاد و بتن استفاده مي‌شود، باعث بهره‌وري بيشتر اين مصالح مي‌شود و مصرف فولاد و بتن را كاهش مي‌دهد. در سازه‌هاي مركب فولادي-بتني به علت تفاوت در خواص دو ماده، ايجاد عملكرد برشي بين دو ماده از اهميت بالايي برخوردار است. روش متداول در ايجاد عملكرد برشي استفاده از گل‌ميخ برشي است. در سال‌هاي اخير با رويكرد ايجاد سازه‌هاي پايدار و حفظ منابع طبيعي، استفاده دوباره از مصالح موجود مورد توجه قرار گرفته است. در اين راستا به منظور استفاده مجدد از اعضاي بتني و فولادي در سازه‌هاي مركب، برش‌گيرهاي پيچي به عنوان جايگزين برش‌گيرهاي گل‌ميخ پيشنهاد شده است. برش‌گيرهاي پيچي قابليت بازنصب را به سازه‌هاي مركب اضافه مي‌كند. اين قابليت باعث مي‌شود تا در پايان عمر مفيد ساختمان بدون نياز به تخريب و صرف هزينه، سازه‌هاي موجود جمع آوري شود و در صورت سالم بودن اعضاي بتني و فولادي، اين اعضا در سازه‌هاي جديد مورد استفاده قرار گيرند. اين مسئله باعث كاهش هزينه و حفظ منابع اوليه مي‌شود. اين مطالعه، به بررسي آزمايشگاهي رفتار اتصال انتهايي تير به ستون فولادي-بتني مركب با برش‌گيرهاي پيچي تحت بارگذاري استاتيكي مي‌پردازد. در اين مطالعه يك نمونه اتصال انتهايي فولادي به عنوان نمونه شاهد و دو نمونه اتصال انتهايي فولادي-بتني مركب مورد آزمايش قرار گرفت. در نمونه‌هاي مركب يك دال بتني پيش‌ساخته با استفاده از برش‌گيرهاي پيچي به تيرفولادي متصل شد. علاوه‌بر اين دال بتني پيش‌ساخته با استفاده از دو آرماتور رزوه شده مدفون به بال ستون فولادي متصل شد. آزمايشات با هدف بررسي اثر دال بتني پيش‌ساخته و تغيير قطر برش‌گير در رفتار اتصال انجام شد. در اين پژوهش با استفاده از داده‌هاي استخراج شده از آزمايش نمودارهاي نيرو-جابجايي، لنگر خمشي-دوران و نيرو-لغزش ترسيم گرديد. در پايان هر اتصال از نظر شكل‌پذيري، صلبيت و مقاومت مورد بررسي قرار گرفت و طبقه بندي شد. نتايج آزمايش نشان داد اضافه شدن دال بتني پيش‌ساخته به اتصال موجب افزايش ظرفيت خمشي اتصال تا سه برابر مي‌شود و همچنين باعث افزايش دوران نهايي در اتصال مي‌شود. افزايش قطر برش‌گير پيچي كه متغير آزمايش در نظر گرفته شده بود، باعث افزايش ظرفيت خمشي اتصال و كاهش لغزش نهايي مي‌شود.

Composite concrete-steel connection , bolt-type shear connector , beam-to-column connection , re-installable

Experimental study of sustainable and deconstructable steel-concrete composite beam to column joint subjected to static loading

مهندسي عمران

The use of composite structures that simultaneously utilize steel and concrete materials leads to greater efficiency of these materials and reduces the consumption of both steel and concrete. In steel-concrete composite structures, due to the differences in the properties of the materials, creating shear performance between the two materials is of high importance. The common method for creating shear performance is the use of shear studs. In recent years, with the approach of constructing sustainable structures and preserving natural resources, the reuse of existing materials has gained attention. In order to reuse concrete and steel members in composite structures, bolted shear connectors have been proposed as an alternative to shear studs. Bolted shear connectors add re-installability to composite structures. This capability allows for the collection of existing structures at the end of Building lifetime without the necessity for demolition and expense, and if the concrete and steel members are intact, these members can be reused in new structures. This issue leads to cost reduction and conservation of primary resources. This study investigates the experimental behavior of steel-concrete composite beam to column end joint with bolted shear connectors under static loading. In this study, one steel end joint was tested as a control sample, and two steel-concrete composite end joints were tested. Composite samples included a precast slab which was connected to the steel beam with bolted shear connectors. More over the precast slab was connected to the steel column with the use of two embedded threaded rebars. The tests were conducted to investigate the effect of the precast slab and changes in the diameter of the shear connector on the behavior of the connection. In this research, force-displacement, moment-rotation and force-slip diagrams were plotted using the extracted data from the tests. In the end each connection was classified in terms of ductility, rigidity, and strength. The test results indicated that connecting precast concrete slab to the connection increases the flexural capacity by up to three times and also increases the final rotation capacity in the connection. Increasing the diameter of the bolted shear connector which was the variable of the test, increases the flexural capacity of the connection and decreases the final slip.

5