میلگرد کلاهک دار راهی برای مقابله با ازدحام میلگرد در مقاطع بتنی

در طول نیم قرن اخیر صنعت بتن مسلح با مشکلاتی در ارتباط با ازدحام میلگرد و کمبود فضا برای میلگرد مواجه بوده است.در این نوشته به راهکار کم کردن تراکم میلگردها می پردازیم. با ما همراه باشید.

جهت مهار میلگردها در اتصال های تیر-ستون بتن مسلح، به طور معمول از قلاب 90 یا 135 درجه استاندارد استفاده می شود. این روش در سازه های با میلگردگذاری سنگین و دارای میلگردهای با قطر بالا منجر به ازدحام فولاد شده که افزایش هزینه ها و همچنین احتمال کاهش کیفیت و عملکرد اتصال را به دنبال خواهد داشت. استفاده از میلگردهای کلاهک دار یک راه حل مناسب برای این موضوع می باشد که استفاده از آن در حال گسترش است.

با این وجود، ضابطه های کنونی در آیین نامه های موجود دارای کاستی های فراوانی هستند. از آن جمله الزامات سخت گیرانه آیین نامه aci 318-11 در مورد فاصله آزاد میلگردهای کلاهک دار می باشد که غیر اجرایی نیز به نظر می رسند. مورد دیگر وجود اختلاف بین ضابطه های مربوط به طول مهار این میلگردها در آیین نامه aci 318-11 و دستورالعمل طراحی aci-asce 352-02 است. از طرفی، این کمبودها به علت تعیین ضابطه های این آیین نامه ها بر اساس داده های بسیار محدود آزمایشگاهی می باشد و نیاز به پژوهش های بیشتر وجود دارد.

در پژوهشی رفتار لرزه ای اتصال های تیر-ستون بتنی خارجی مسلح شده با میلگردهای کلاهک دار نزدیک به هم، مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور تعداد پنج نمونه اتصال خارجی تیر-ستون با مقیاس بزرگ، تحت بارگذاری جانبی چرخه ای آزمایش شدند. در این آزمایش ها تاثیر استفاده از میلگردهای کلاهک دار با فاصله آزاد کم (کمتر از 4db)، استفاده از چند ردیف میلگرد کلاهک دار در تیر و تاثیرات متقابل تغییرات طول مهار بر این متغییرها و بر عملکرد لرزه ای اتصال مورد بررسی قرار گرفت. لازم به ذکر است، استفاده از میلگردهای با فاصله آزاد کمتر از 4db و یا استفاده از آن ها در دو ردیف، طبق آیین نامه aci 318-11 مجاز نیست. عملکرد نمونه ها بر اساس مقایسه با نمونه ای که با خم 90 درجه استاندارد ساخته شده بود، بر اساس بررسی الگوهای ترک خوردگی، حلقه های پسماند بار-جابجایی، تغییرات مقاومت و سختی و توانایی استهلاک انرژی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با استفاده از معیارهای پذیرش آیین نامه aci 374.1-05، رفتار لرزه ای نمونه ها ارزیابی گردید.

در انتها از داده های پژوهش های پیشین استفاده شد تا تاثیر فاصله آزاد میلگردها بر رفتار لرزه ای اتصال بررسی شود. نتیجه های آزمایش نشان دادند که اتصال های ساخته شده با میلگردهای کلاهک دار نزدیک به هم در یک یا دو ردیف، از نظر لرزه ای عملکرد رضایت بخش دارند. همچنین مشخص شد که فاصله آزاد میلگردها تاثیر چندانی بر رفتار لرزه ای اتصال نداشته و به نظر می رسد استفاده از میلگردهای کلاهک دار با فاصله افقی و عمودی حداقل 2db را می توان مجاز دانست. از طرفی استفاده از طول مهار کمتر از مقدار تعیین شده توسط آیین نامه aci 318-11 و قرار نگرفتن انتهای میلگردها در وجه دور اتصال، اگر چه موجب لغزش میلگردها در جابجایی نسبی های بیش از 4% گردید، اما رفتار لرزه ای مناسبی در اتصال ها مشاهده شد.