مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

ارزیابی تأثیر کاربرد الیاف فولادی در بتن مصرفی بر رفتار شکل پذیری لرزه ای اتصال خارجی بتن مسلح در دمای محیط و پس از اثر حرارت‌های آتش سوزی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
10.22065/jsce.2026.572836.3910
چکیده
در مطالعة حاضر نتایج بررسی‌های تجربی در خصوص تأثیر کاربرد الیاف فولادی در اتصال خارجی بتن مسلح مورد بحث قرار گرفته است و تغییرات شکل‌پذیری لرزه‌ای در دمای محیط و پس از تجربة اثر آتش‌سوزی ارزیابی شده است. بدین منظور، شش نمونة اتصال مقیاس شده با خصوصیات ابعادی مشابه و به ازای سه مقدار متفاوت از نسبت خاموت‌های چشمة اتصال () ساخته شد. به ازای هر نسبت مشخص ، دو اتصال کاملاً مشابه در نظر گرفته شد که یکی در دمای محیط و دیگری پس از تجربة رژیم حرارتی با دمای هدف ۶۰۰ درجة سانتی‌گراد تحت بار‌گذاری چرخه‌ای قرار گرفت. تغییرات اعمال شده نسبت به دو نمونة کنترلی بصورت افزودن الیاف فولادی بمیزان ۱٪ حجمی در ترکیب بتن همراه با اعمال دو میزان کاهش متفاوت بر روی نسبت پایة ۰۰۶۳/۰=ρ (نسبت خاموت‌ها در دو نمونة کنترلی فاقد الیاف) صورت پذیرفت. چنین تغییراتی موجب ایجاد ارتقاء قابل ملاحظه در ظرفیت استهلاک انرژی و شکل‌پذیری در دمای محیط ‌گردید، اما روند نسبتاً متفاوتی را در عملکرد پسا-آتش اتصال رقم زد. در این خصوص، کاربرد الیاف مذکور همراه با کاهش نسبت اولیة خاموت‌ها بمیزان۹/۴۲٪ و۰/۶۰٪، بترتیب با افزایش ضریب شکل‌پذیری بمیزان ۳۹/۵۷ ٪و ۳۲/۲۶٪ در شرایط دمای محیط و همچنین با مقادیر افزایش کمتر ۱۶/۱۴٪ و ۷۳/۱۰٪ پس از اثر آتش‌سوزی همراه شد. تغییرات استهلاک انرژی تجمعی نیز نشان داد که کاربرد الیاف فولادی همزمان با تغییرات مذکور در نسبت خاموت‌ها با افزایش ظرفیت استهلاک انرژی بترتیب بمیزان ۹۴/۲۸٪ و ۷۵/۳٪ در شرایط دمای محیط همراه بوده، در حالیکه پس از حرارت، تغییرات بترتیب بصورت۵۰/۲٪ افزایش و ۸۶/۱۰٪ کاهش صورت پذیرفت. بدین ترتیب، نتایج نشانگر اهمیت انتخاب نسبت مناسب برای خاموت‌های اتصال بمنظور اثربخشی مثبت در هر دو شرایط دمایی محیط و پس از اثر آتش سوزی می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of the effect of employing steel fibers in concrete on seismic ductility of exterior beam-column joints at ambient temperature and after fire exposure

نویسندگان English

Alireza Hajishabanian 1
Ramezan Ali Izadifard 2
1 PhD candidate. Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 Associate Professor, Civil Engineering Department, Technical and Engineering Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده English

This research aims to investigate the effects of employing steel fibers in exterior reinforced concrete (RC) beam-column joints (BCJs) and evaluate the variations of seismic ductility behavior at ambient temperature and after fire exposure. For this purpose, six scaled RC BCJs were fabricated with the same dimensional properties and with three different values of stirrup ratio () at the joint core. For each value of stirrup ratio, two similar BCJs were considered for the lateral cyclic loading at ambient temperature and after exposure to a 600℃ heating regime. The evaluation of variations was conducted relative to two control BCJs by employing steel fibers (SFs) by 1% volume fraction (VF)in consumed concrete, as well as by applying two different reduction rates to the initial value of =0.0063 (for two control BCJs without fibers). Such changes improved ductility and energy dissipation significantly at ambient temperature, but resulted in a relatively different trend of variations for the post-fire performance. In this regard, the employment of SFs along with the reduction in the initial stirrup ratio by 42.9% and 60% was accompanied by remarkable enhancements in ductility ratio (DR) by 57.39% and 26.32%, as well as by smaller increments of 14.16% and 10.73% after fire exposure, respectively. The cumulative energy dissipation (CED) variations also indicated that employing SFs simultaneously with the mentioned changes in the stirrup ratio was accompanied by increments of 28.94% and 3.75%, respectively, at ambient temperature, while the variations were found as a 2.50% increase in DR and a 10.86% decrease in the CED after fire exposure.

کلیدواژه‌ها English

Exterior beam-column joint
Reinforced concrete
Fire
Steel fiber
Ductility
Energy dissipation
Cyclic loading

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 07 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 13 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش 07 خرداد 1405