شماره ركورد
33790
پديد آورنده
پارسا جلوخاني نياركي
عنوان
ارزيابي لرزهاي وصله ستونهاي فولادي پرشده با بتن با استفاده از پيچهاي عبوري
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
سال تحصيل
1395
تاريخ دفاع
1404/06/12
استاد راهنما
پروفسور محسنعلي شايانفر
استاد مشاور
نداشته ام
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
در سالهاي اخير، استفاده از سيستمهاي سازه مختلط فولاد و بتن به ويژه در سازههاي بلند گسترش يافته است. ستونهاي پرشده با بتن به دليل عملكرد مناسب خود، يكي از انواع پركاربرد اين سيستمها هستند. در اين ميان، چگونگي اجراي وصله در طول ستونها، در محلهايي كه به دلايل اجرايي نياز به اتصال دارند، به دليل اهميت ذاتي ستونها در حفظ پايداري سازه، اهميت ويژهاي دارد، چرا كه وصلهها ميتوانند به عنوان نقاط ضعف احتمالي در انتقال پيوسته بار عمل كنند. اجراي وصلههاي پيچي در ستونهاي پرشده با بتن به دليل وجود هسته بتني با محدوديتهاي بيشتري نسبت به ستونهاي فولادي معمول همراه است. در اين پژوهش، جزئيات جديدي براي اجراي وصله ستونهاي پرشده با بتن پيشنهاد شده و عملكرد آنها تحت بارگذاري شبهلرزهاي بررسي شده است. ابتدا با استفاده از تحليل ديناميكي غيرخطي در نرمافزار OpenSees، يك پروتكل بارگذاري كنترلشونده توسط نيرو متناسب با بيشترين تقاضاي لنگر خمشي وارد بر وصله توليد شد. سپس سه نمونه آزمايشگاهي با جزئيات پيشنهادي ساخته و تحت پروتكل طراحي شده كه شامل 7 چرخه رفت و برگشتي تا سطح تقاضاي 5/1 برابر ظرفيت خمشي ستون كوچكتر و در ادامه بارگذاري يكنوا تا شكست بود، آزمايش شدند. بررسي منحنيهاي هيسترزيس نشان داد سه چرخه آغازين رفت و برگشتي رفتاري كاملاً الاستيك و متقارن داشتند و نخستين نشانههاي افت سختي از چرخه چهارم ظاهر شده است. در چرخه هفتم، مساحت حلقه هيسترزيس نمونهها در بازه حدود 1/31 تا 9/33 كيلوژول ثبت شد كه بيانگر جذب انرژي پايدار تا پيش از تخريب است. همچنين مساحت زير منحني بارگذاري يكنوا تا شكست بين حدود 5/23 تا 7/25 كيلوژول بهدست آمد. حداكثر نيروي ثبت شده در بارگذاري يكنوا حدود 130 كيلونيوتن بود. از نظر مكانيزم خرابي، لغزش يا بازشدگي در وصله تا چرخههاي پاياني مشاهده نشد و گسيختگي نهايي در بارگذاري يكنوا رخ داد. اين نتايج نشان ميدهد وصلههاي پيشنهادي ضمن حفظ پايداري چرخهاي، كارايي مطلوبي در انتقال نيرو و جذب انرژي دارند. يافتههاي اين تحقيق ميتواند در كاربردهاي عملي ارزيابي لرزهاي وصله ستونهاي پرشده با بتن با استفاده از پروتكل بارگذاري پيشنهادي و نيز جزئيات ارائه شده وصله ستون به عنوان جزئياتي اجرايي در چنين اعضايي مورد استفاده قرار گيرد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/16
عنوان به انگليسي
Seismic Performance of Column Splices in Concrete Filled Tubes with Through Bolts
تاريخ بهره برداري
9/3/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
پارسا جلوخاني نياركي
چكيده به لاتين
In recent years, the use of steel–concrete composite systems, particularly in high-rise structures, has increased significantly. Concrete-filled steel tubular (CFST) columns, due to their favorable performance, are among the most widely used types of these systems. In this context, the implementation of column splices, especially at locations where connections are required for construction purposes, is of particular importance because of the inherent role of columns in maintaining the stability of the structure. Splices can potentially act as weak points in the continuous transfer of loads. The use of bolted splices in CFST columns involves more constraints than in conventional steel columns due to the presence of the concrete core. In this study, new details for the execution of splices in CFST columns are proposed, and their performance under quasi-seismic loading is investigated. First, using nonlinear dynamic analysis in OpenSees, a force-control loading protocol consistent with the splice behavior under simple bending was developed. Then, three experimental specimens incorporating the proposed details were fabricated and tested under the designed protocol, which consisted of seven loading cycles up to a demand level of 1.5 times the flexural capacity of the smaller column, followed by monotonic loading to failure. Examination of the hysteresis curves revealed that the first three cycles exhibited fully elastic and symmetric behavior, with the first signs of stiffness degradation appearing in the fourth cycle. In the seventh cycle, the hysteresis loop area of the specimens ranged from approximately 31.1 to 33.9 kJ, indicating stable energy dissipation up to failure. The area under the monotonic loading curve to failure was between approximately 23.5 and 25.7 kJ. The maximum force recorded in the monotonic loading phase was about 130 kN. From a failure mechanism perspective, no slipping or opening was observed in the splice until the final cycles, and the ultimate failure occurred during the monotonic loading stage. These results demonstrate that the proposed splices maintained cyclic stability while providing satisfactory performance in force transfer and energy dissipation. The findings of this research can be applied in practical seismic evaluation of CFST column splices using the proposed loading protocol, as well as in the implementation of the presented splice details as an effective construction solution for such members.
كليدواژه هاي فارسي
وصله ستون , پروتكل بارگذاري كنترلشونده توسط نيرو , ارزيابي لرزهاي , ستونهاي مختلط فولاد و بتن , پيچ عبوري
كليدواژه هاي لاتين
Column splice , Force-control loading protocol , Seismic evaluation , Concrete filled tubes , Through bolts
Author
Parsa Jelokhani Niaraki
SuperVisor
Professor Mohsenali Shayanfar