سردم نارمع 1931 زییاپ هس هرامش مهدزناپ هرود

Transcript

1 نبشی برشگیرهای ظرفیت پژوهشی علمی مجله مدرس عمران 1931 پاییز سه شماره پانزدهم دوره 2* 1 ملکی شروین خلیلیان مرضیه شریف صنعتی دانشگاه عمران دانشکده ارشد کارشناسی دانشجوی 1. شریف صنعتی دانشگاه عمران دانشکده استاد 2. smaleki@sharif.edu ]1932/11/22[ دریافت: تاریخ ]1939/3/5[ پذیرش: تاریخ چکیده- و رانای بارون آزمایشهاای از آمده دست به اطالعات به بیشتر برشگیرها ظرفیت و رفتار با ارتباط در مهندسی کنونی دانش کامپیوتری مدلی تهیهی است هزینهبر و وقتگیر عملی آزمایشهای که موضوع این گرفتن نظر در با میشود. محدود مختلط تیر آزمایش بتن در شده مدفون نبشی برشگیر رفتار تاکنون که این به توجه با است. ضروری و الزم کند پیشبینی را برشگیر ظرفیت و رفتار بتواند که بارهای تحت نبشی برشگیر برشی ظرفیت تعیین منظور به کامپیوتری مدل یک مقاله این در است نگرفته قرار بررسی مورد جدی شکل به شاد. سازی شبیه آباکوس نرمافزار در نبشی برشگیر مورد در برشی رانی برون آزمایش چند منظور این برای است. شده ارایه مونوتونیک میتواناد خوبی تقریب با مدل که داد نشان مقایسه این شد. مقایسه عملی آزمایشهای نتایج با محدود عناصر مدل از آمده دست به نتایج گرفت. انجام نبشی برشگیر روی بر پارامتری مطالعه یک آمده دست به مدل از استفاده با کند. پیشبینی را نبشی برونرانی آزمایش نتایج ماورد نبشای برشاگیر ظرفیات و رفتاار بار برشگیر طول و بال عرض ضخامت ارتفاع بتن مقاومت مانند پارامترهایی اثر مطالعه این در شد. پیشنهاد نبشی برشگیر طول کردن محدود برای رابطهای نبشی برشگیر بهتر کارایی منظور به ادامه در گرفت. قرار بررسی ارایاه نبشای برشگیر ظرفیت پیشبینی برای رابطهای موجود عملی آزمایشهای و شده انجام پارامتری مطالعه نتایج از استفاده با پایان در است. شده محدود. عناصر روش مختلط تیر نبشی برشگیر واژگانکلیدی: مقدمه -1 فاوالد و بتن مختلط سیستمهای از استفاده اخیر سالهای در باتن که این برای است. افزایش به رو صنعت و پلسازی در اال ات بایاد کنناد کاار هام با یکپارچه صورت به فوالد و از اال ات ایان برقاراری بارای شاود. برقرار آنها بین برشی میشود. استفاده مکانیکی برشگیرهای باه برشگیرها ظرفیت و رفتار مورد در مهندسی کنونی دانش مای- محادود عملی آزمایشهای از آمده دست به اطالعات بیشتر آزمایشها این شود. 1 در و رانای بارون آزمایش شامل 2 مختلط تیر معدودی موارد ایان گارفتن نظر در با میشود. اسات هزیناهبار و وقتگیار عملی آزمایشهای که موضوع را برشگیر ظرفیت و رفتار بتواند که کامپیوتری مدلی تهیهی است. ضروری و الزم کند بینی پیش گلمیخ برشگیرهای روی گرفته انجام مطالعات بیشتر تاکنون به تجربی مطالعه یک 1397 سال در ]7-1[. است ناودانی و جملاه از برشگیر انواع روی ]9[ همکاران و یوکوتا وسیلهی رابطاه یک آزمایشها نتایج از استفاده با گرفت. شکل نبشی بارای باتن مقاومات و برشاگیر طاول و ضاخامت اساس بر 2 composite beam 51 1 push-out

2 نبشی برشگیرهای ظرفیت شد. ارایه برشگیرها مقاومت پیشبینی ]3[ همکااران و ساوتی وسیلهی به مطالعاتی 2111 سال در تیار آزماایش ساوتی گرفت. انجام نبشی برشگیر رفتار روی باا و کارد پیشنهاد برشگیرها ظرفیت تعیین برای را مختلطی رابطهای و انجام نبشی برشگیر روی مطالعاتی آن از استفاده داد ارایاه نبشای برشگیر بیشینه برشی نیروی پیشبینی برای و برشاگیر ارتفااع به ضخامت نسبت ارتفاع عرض تابع که قبلی مطالعات ]15[ 2119 سال در سوتی است. بتن مقاومت برشی نیروی پیشبینی برای پیشنهادی رابطه و کامل را خود شریعتی 2112 سال در کرد. اصالح را نبشی برشگیر بیشینه نبشای برشاگیرهای رفتاار روی مطالعاهای ]11[ همکاران و همچناین دادناد. انجام سیکلیک و مونوتونیک بارهای تحت برشاگیر رفتاار باین مقایسهای 2119 سال در ]11[ شریعتی نبشای برشگیر که داد نشان نتایج داد. انجام نبشی و ناودانی دارد. ناودانی برشگیر به نسبت کمتری شکلپذیری و ظرفیت و نبشی های اندازه تمامی و بوده محدود مطالعات این لیکن نمیگیرد. بر در را دیگر موثر های پارامتر محدود عناصر مدل ساخت این از پیش تا که این به توجه با باتن در مادفون نبشای برشگیر رانی برون آزمایش مورد در مطالعاه ایان در اسات نشده انجام استاتیکی بار تحت ساده برای ]12[ آباکوس نرمافزار از استفاده با بعدی سه مدل یک شاکل نبشای برشگیر مورد در شده یاد آزمایش سازی شبیه نتاایج باا کاامپیوتری مادل از آماده دست به نتایج میگیرد. باه پارامتری مطالعه یک میشود. مقایسه عملی آزمایشهای ظرفیات و رفتار روی مختلف پارامترهای اثر ارزیابی منظور پاارامتری مطالعه ازنتایج استفاده با پایان در و انجام برشگیر میشود. ارایه نبشی برشگیر ظرفیت پیشبینی برای رابطهای ملکی شروین و خلیلیان شوند. مدل درستی به برشی ال ات اجزای تمام باید محدود مدلسازی -2 افازار نارم از برشای بارونرانای آزماایش ساازی مدل برای تحلیلهای قابلیت افزار نرم این است. شده استفاده آباکوس دارد. محدود عناصر روش با را بعدی سه خطی غیر 1-2 -ساختمدلهندسی عناصار مادل از دقیاا جوابهاای آوردن بهدست منظور به برشگیر فوالدی تیر بتنی بلوک بخش چهار دارای مدل این در نموناه کال شاکل 1 )الاف( در اسات. صالب تکیهگااه و تقاارن باه توجه با است. شده داده نشان رانی برون آزمایش میشود. مدل ) ب) شکل 1 مطابا نمونه چهارم یک تنها نمونه )ب( )الف( کل از نمایی 1 )الف(: شکل رانی. برون آزمایش نمونه از نمایی 1 شکل برون آزمایش نمونه چهارم یک 1 )ب(: شکل رانی. برون آزمایش نمونه رانی. اسات. نشاده مدل فوالد و بتن بین چسبندگی مطالعه این در دادناد انجاام ]9[ همکااران و نگوین که پژوهشی اساس بر روی ولی میگذارد اثر نمونه اولیه سختی روی چسبنده الیه ماورد مطالعاه این در که بیشینه شکل تغییر و نهایی ظرفیت زماان کاه صورتی در نمیگذارد توجهی قابل اثر است نظر مدل از پژوهش این در این بنابر میکند. طوالنیتر را تحلیل است. شده چشمپوشی فوالد و بتن بین چسبندگی کردن 2-2 -مشبندی الماانهاای از نمونه بندی مش برای C3D8R شاده اساتفاده خطای وجهی شش بعدی سه المان یک المان نوع این است. براثار که مواردی در است. یافته کاهش سختی با و گره 9 با برشای شادگی قفال مشاکل است ممکن تنشها پیچیدگی المانهای برای C3D8 اساتفاده الماان ایان از بیافتاد اتفاا مساالل شامل بعدی سه خطی غیر تحلیلهای برای میشود. دارد. کاربرد شکست مسالل و بزرگ شکلهای تغییر تماسی صالب جسم ویژه المانهای از صلب جسم مشبندی برای R3D4 از تحلیال زماان کاهش منظور به است. شده استفاده باه رسایدن بارای و کلای ماشبنادی برای درشت مشهای بتن و برشگیر تماس قسمت در ریز مش از دقیا جوابهای اتفاا قسامت آن از شکسات و دارد وجود تنش تمرکز که 52

3 ب 1932 پاییز / 9 شماره / پانزدهم دوره مدرس عمران پژوهشی علمی مجله است. شده استفاده میافتد 3-2 -تماس در در زیاادی تاثیر و است مهم بسیار اعضا برهمکنش چگونگی نیروی تنها عمل در بتن و برشگیر بین تماس در دارد. نتایج ایجااد محا به و میشود منتقل بتن و برشگیر بین فشاری ایان بناابر میشوند. جدا یکدیگر از سطح دو کششی نیروی این بتواند که شود استفاده تماسی رفتار از باید مدلسازی در 1 باین سطحبهساطح تماس از مدل این در کند. مدل را رفتار برشگیر سطوح تمام است. شده استفاده برشگیر و بتنی بلوک باه تمااس ناوع ایان از استفاده با است بتن با تماس در که باه تماس ات مشخ شدهاند. داده ارتباط بتنی بلوک سطوح و افقای نیاروی انتقاال توانایی که است شده تعریف شکلی ازناوع عماودی تماس دارد. را سطوح بین عمودی 2 ساخت سطوح رفتن فرو اجازه تماس نوع این که است شده تعریف 9 باا پناالتی صاورت باه افقی تماس نمیدهد. را یکدیگر ساطح عناوان باه بتنی بلوک سطوح و 1/2 اصطکاک ضریب 2 است. شده تعریف اصلی فاوالدی تیار و باتن بین اصطکاک آثار کاهش برای عمل در روغان به را است بتن با تماس در که فوالدی تیر بال سطح نوع از فوالدی تیر و بتن بین سطح این بنابر میکنند. آغشته 5 سطح است. سخت نوع از عمودی تماس با اصطکاک بدون بارای اسات. شاده تعریف اصلی سطح عنوان به فوالدی تیر ساطح گارههاای برشگیر و فوالدی تیر لغزش از جلوگیری قید وسیلهی به فوالدی تیر با تماس در برشگیر Tie به کامال و برشاگیر باین جوشی ال ات که شدهاند ل مت فوالدی تیر تکیاهگااه و بتنی بلوک بین تماس میکند. سازی شبیه را تیر تفاوت این با است بتنی بلوک و برشگیر تماس مانند صلب همکااران] 9 [ و نگاوین کاار مطابا آن اصطکاک ضریب که surface to surface 2 hard contact 3 penalty 4 master 5 frictionless است. شده گرفته نظر در 1/25 ارگذاریوشرایطمرزی میلیمتر 11 میزان به مکان تغییر صورت به بار مطالعه این در باه بار شود. می وارد فوالدی تیر باالی سطح به پایین به رو ثانیه 21 طول در بیشتر بیشینه مقدار تا صفر از خطی صورت 6 تقاارن مارزی شرایط نمونه تقارن دلیل به مییابد. افزایش محور بر عمود صفحه در Z محور راستای در مکان تغییر آن اثار در که است. شده اعمال Z Y و X X است. شده بسته محورهاای حاول چرخش و X محاور بار عمود صفحه در تقارن مرزی شرایط همچنین محور راستای در مکان تغییر آن اثر در که است. شده اعمال محورهای حول چرخشها و Y و Z در اسات. شده بسته از یاک هایی در کاه اسات شده فرض صلب تکیهگاه مورد آزادی درجاات تمام این بنابر ندارد وجود حرکتی آن نقاط 7 است. شده بسته آن مرجع نقطه 5-2 -تعییننوعتحلیل است نظر مورد استاتیکی غیرخطی تحلیل یک مطالعه این در یاک تنهاا و Step ناوع از کاه اسات شاده تعریاف Static General تغییار باه مربوط که هندسه خطی غیر آثار و است ایان در اسات. شاده گرفتاه نظار در است بزرگ شکلهای اسات. گرفتاه صورت استاتیکی صورت به بارگذاری تحلیل ثانیاه 21 زماانی باازه در 11mm مکاان تغییر صورت به بار زماانی بازه این بنابر میشود. اعمال Step 21 شاده تعریاف مای- افزایش خطی صورت به ثانیه این 21 در بار است. ثانیه برسد. خود بیشینه میزان به تا یابد 6-2 -تعریفمواد تعریفویژگیهایمکانیکیفوالد ]1[ همکااران و ملکی کار مشابه فوالد کرنش تنش- رابطه مدل 2 شکل در شده داده نشان خطی دو منحنی وسیلهی به شاده فارض مشابه فشار و کشش در فوالد رفتار است. شده 219GPa فاوالد االستیسایته مادول پاژوهش این در است. و 1.9 آن چگالی و پویسان نسبت است symmetric 7 reference node 53

4 نبشی برشگیرهای ظرفیت ملکی شروین و خلیلیان محاوره تاک حالات در فشاری مقاومت به دومحوره حالت 1/666 برابر ترتیب به فرض پیش مقادیر مطابا ( ( است. شده اختیار 1/16 و 1/ رفتارفشاریبتن ) ]1[. فوالد تنش-کرنش نمودار 2 شکل تعریفویژگیهایمکانیکیبتن 1 (CDP) باتن پالساتیک خرابای مدل از بتن کردن مدل برای دو پایاه بار مدل این است. شده استفاده آباکوس در موجود است فشار در بتن شدن خرد و کششی ترک خرابی سازوکار آنهاا فشااری و کششای رفتاار که موادی کردن مدل برای و است. مناسب است متفاوت ویژگیهایاالستیکبتن در شاده داده رابطه از اولیه یانگ مدول رابطاه ]19[ EC2 1/2 برابر بتن پویسان نسبت است. شده آورده دست به )1( برابر معمولی بتن چگالی و است. شده گرفته نظر در 2211 kg/ ) 1( آن در که است. پاسکال و پاسکال گیگا حسب بر و بتنای اساتوانه فشااری مقاومت شکل مکعبی نمونه ( 0.8 است. مگاا حساب بار فشااری مقاومات 9 شاکل در باتن محاوره تاک فشاری کرنش تنش- منحنی حالات در باتن کارنش تانش- منحنی است. شده داده نشان باه اول بخاش مایشاود. تقسایم مجازا قسامت دو به فشار میشود شروع صفر تنش از که است. خطی االستیک صورت مطابا تناسب حد به مربوط تنش دارد. ادامه تناسب حد تا و 0.4( ]19[ EC2 است. شده گرفته نظر در بخاش باتن فشااری تانش-کارنش منحنای دوم قسامت تا و میشود شروع تناسب حد از که است سهموی غیرخطی ( بتن فشاری مقاومت ( به ادامه در و میرود باال کرنش در ) صعودی صورت به رابطاه کاه یاباد. می کاهش ) رواباط وسایلهی به آن معادل کرنش با بتن فشاری تنش بین EC2 در شده داده )2( تا )2( تنش با متناظر مطابا EC2 کارنش میآیاد. دست به است. 1/1122 برابر ( ) ) 2( ) 9( ) 2( مطابا شکست در بتن ( نهایی( کرنش است. EC2 1/1195 برابر پارامترهایپالستیکبتن 9 2 ]12[ همکاران و قرشی کار مشابه اتساع زوایه مطالعه این در برابر بر پالستیک کرنش اتساع زاویه است. شده اختیار د. نا ی ا م ن ی ما ف یا ر ع ت ک ی ت سا ال ا ز ا د عا ب ز ا فا ر د ا ر ش ر با ر ث ا پارامترهای از )خروج eccentricity ورشدگی( مح )ضریب k در فشااری مقاومات نسبت و پالستیک( پتانسیل سطح مرکزیت رفتارکششیبتن باه کششای تانش کاه اسات شاده فرض کشش حالت در باا حاداکار کششای تانش نقطاه به رسیدن تا خطی صورت تانش باه رسایدن تاا آن از پس یابد. افزایش کرنش افزایش مییابد. کاهش نمایی صورت به صفر درصد وقتی بتن کششی رفتار تعریف مورد در آباکوس در نداشاته وجاود آرمااتوری اصاال یا باشد کم بتن در آرماتور باه شادیدی حساسیت تنش-کرنش نمودار از استفاده باشد ی انار معیاار از مادل این در بنابر میکند. ایجاد بندی مش 1 concrete damaged plasticity model (CDP) 2 dilation angle 3 Qureshi 54

5 دوره پانزدهم / شماره / 9 پاییز 1932 مجله علمی پژوهشی عمران مدرس شکست استفاده شده اسات و رفتاار باتن بار اسااس رابطاه تنش-جابهجایی تعریف شده اسات کاه وابساتگی آن را باه مشبندی کم میکند. -3 شکل 9 منحنی تنش- کرنش فشاری تک محوره بتن ]19[. شکل 1 نمودار تنش-کرنش رفتار کششی بتن ]12[. مقایسهنتایجمدلکامپیوتریوآزماایش- هایعملی به منظور مقایسه نتایج مدل کامپیوتری از نتایج آزمایشهاای یوکوتا ]9[ استفاده شده است. 21 نمونه بارای مقایساه باین آزمایش عملی و مدل کامپیوتری انتخاب شده است. بلاوک بتنای دارای ابعااد فوالدی یک تیر 250x250x600 شکل با ابعاد H 250x250x9x14 میلایمتار و تیار میلایمتار است. ابعاد مقطع برشگیرها در جدول 2 گفته شاده اسات و طول همه برشگیرها 251 میلیمتر است. مقاومت فشاری بتن هر نمونه هم در جادول 2 گفتاه شاده اسات. ویژگایهاای مکانیکی فاوالد در جاداول 1 و 9 خالصاه شاده اسات. در شکلهای 6 5 و 7 نتایج آزماایش عملای باا مادل عناصار محدود مقایساه شادهاسات. نتاایج ساایر نموناههاای مادل کامپیوتری برای مقایساه باا نتاایج آزماایشهاای عملای در جدول 2 آورده شده. مشاهده میشود که مدل عناصر محدود با تقریب خوبی میتواند بیشترین بار برشاگیر را پایشبینای کند. میانگین آن میباشد. برابر و ضریب تغییارات چگونگی توزیع تنشهای فونمایساز کاه از تحلیال عناصار محدود در آباکوس به دست آماده اسات در ماورد یکای از نمونهها در شکل 9 نشان داده شده است. همانگوناه کاه در شکل مشاهده میشود تنشهای بیشینه در برشگیر نبشای در قسمت ات ال برشگیر به تیر فوالدی اتفا میافتد. در شکل 3 و 11 چگونگی توزیع تنش فون مایسز در برشاگیر نشاان داده شده است. با توجه به این که تنهاا یاک چهاارم نموناه آزمایش برونرانی مدل شده است ایان شاکلهاا نمایاانگر ن ف برشاگیر نبشای در یکای از بلاوکهاای بتنای اسات. مشاهده میشود که در قسمت ات ال نبشی باه تیار فاوالدی تنشهای برشگیر در وسط برشگیر بیشتر از لبههای آن است. شکل 11 برای نیمه سمت راست برشگیر رسم شاده اسات. مشاهده میشود که تا فاصله مشخ ی از مرکز برشگیر تنش در طول آن تقریبا ثابت ولی در بیرون این فاصله هر چه به لبههای برشگیر نزدیک مایشاویم تانش در طاول برشاگیر شروع به کاهش میکند. بنابر این برای کارایی بهتر برشاگیر نبشی باید محدودیت طولی برای آن در نظر گرفته شود. 4- مطالعهپارامتری با استفاده از مدل پیشانهاد شاده باه مطالعاه پاارامتری روی برشگیر نبشی پرداخته میشود تا اثر پارامترهای گوناگون در رفتار و مقاومت نبشای بررسای شاود. در ایان مطالعاه اثار پارامترهای گوناگون مانناد مقاومات فشااری باتن ارتفااع عرض بال طا و ل و ضا خ ا م ت ب ر شا گ ی ر با ه کا ا ر ر ف تا ه ما و رد ارزیابی قرار گرفته است. بارای ایان کاار حادود 26 نموناه آزمایش برون رانی مدل و نتایج حاصال از تحلیال مقایساه شده است. از بلوک بتنی با ارتفاع 911 میلیمتر و ابعاد مقطع 251/2 151 میلیمتر استفاده شده اسات. ابعااد نموناههاای مدل شده و مقاومت بتن و فوالد و مقاومت و لغزش بیشاینه برشگیر و مود شکست در جدول 5 نمایش داده شده است. جدول 1 مشخ ات مکانیکی فوالد. 1 coefficient of variation 55

6 نبشی برشگیرهای ظرفیت ملکی شروین و خلیلیان (GPa) 219 ν 1 /9 ρ ( ) 7911 عملی آزمایش نمونه بتن مقاومت و هندسه 2 ویژگیهای جدول بتن مقاومت )kgf/cm 2 ( ردیف نمونه نام )میلیمتر( ابعاد.LC-2 آزمایش نمونه مورد در لغزش بار- نمودار 7 شکل شده. تحلیل مدل در LC-2 نمونه در تنشها توزیع از نمایی 8 شکل نبشی. برشگیر در مایسز فون تنش توزیع چگونگی 3 شکل 1 LA-1 L40x40x LA-2 L40x40x LA-4 L40x40x LA-5 L50x50x LA-6 L50x50x LA-7 L50x50x LA-8 L50x50x LA-9 L50x50x LA-10 L50x50x LA-12 L65x65x LA-13 L75x75x LA-14 L75x75x LC-1 L90x75x LC-2 L100x75x LC-3 L100x75x LC-4 L125x75x LC-5 L125x75x LD-1 L90x75x LD-2 L100x75x LD-3 L100x75x شکل سمت نیمه برای طول( mm ) امتداد در (MPa) تنش نمودار 11.LC-3 نمونه در نبشی طول راست.LA-5 آزمایش نمونه مورد در لغزش بار- نمودار 5 شکل.LD-2 آزمایش نمونه مورد در لغزش بار- نمودار 6 شکل 1-4 -بررسیاثرمقاومتفشاریبتن نموناه 2 از بتن مقاومت اثر بررسی برای LE-1 تاا LE-4 باا اساتفاده پاساگال مگاا مقاومتهاای با بتن است. شده باا باتن بارای باار-جاباهجاایی منحنایهاای 11 شاکل در رسام نماودار یاک روی مقایساه برای مختلف مقاومتهای نمونه- نمودارهای میشود مشاهده شکل روی از است. شده 56

7 1932 پاییز / 9 شماره / پانزدهم دوره LE-8 LE-6 مدرس عمران پژوهشی علمی مجله زیاار در اساات ر کمتا بااتن مقاوماات ا آنها در کااه ایی ها مایگیرناد. قارار دارد بیشاتری مقاومت بتن که نمودارهایی می- افزایش برشگیر ظرفیت بتن مقاومت افزایش با این بنابر یابد. رفته. کار به فوالد مکانیکی وصیات خ 9 جدول تسلیم تنش ابعاد )میلیمتر( نهایی تنش طول افزایش ) ( L40x40x L40x40x L50x50x L50x50x L65x65x L75x75x L75x75x L90x75x L100x75x L100x75x L125x75x L125x75x بررسیاثرعرضبالبرشگیر نبشایهاای از بررسی این در تاا شاده اساتفاده اسات شاده داده نشاان 12 شاکل در کاه گونه همان است. نمای- برشگیر رفتار و مقاومت در تاثیری برشگیر بال اندازه 21 2 گذارد بررسیاثرارتفاعبرشگیر ضخامت با برشگیر از بررسی این در ارتفاعهای با میلیمتر بال عرض و 91 و میلیمتر LE LE-9 LE-3 )برشگیرهای مشاهدات است. تا شده استفاده ) از برشگیر ارتفاع افزایش با میدهد نشان افزوده کمی نبشی ظرفیت میلیمتر 61 به 51 از و 51 به 21 دیده بزرگتر ارتفاعهای در ظرفیت افزایش این میشود. حدی تا نبشی برشگیر ارتفاع وقتی این بنابر نمیشود. برشی مقاومت ارتفاع شدن اضافه با دیگر مییابد افزایش بر چندانی تاثیر برشگیر ارتفاع همچنین نمیکند. تغییر نبشی لغزش بیشینه بار رفتار و جابهجایی نمیگذارد. برشگیر در مختلف ارتفاعهای با برشگیر برای جابهجایی بار- نمودار است. شده رسم 19 شکل محدود. عناصر تحلیل و عملی آزمایش نتایج مقایسه 2 جدول Test results FEM results Specimen P test (kn) (Load for two connectors) Max slip at fail (mm) Mode of failure P FEM (kn) (Load for two connectors) Max slip at fail (mm) Mode of failure P FEM / P test Error (%) LA / 8 SF / 3 CC 3 / 33-33/ 40 LA / 3 SF 003 / 7 2 / 0 CC 3 / LA / 0 SF / 8 CC 4 / / 73 LA / 2 SF / 3 CC 3 / 30-30/ 38 LA / 2 SF 044 / 2 3 / 3 CC 4 / 66 3 / 83 LA / 0 TF / 6 SF 3 / 40-3/ 83 LA / 6 SF / 0 SF 4 / 68 2 / 02 LA / 6 SF 043 / 6 3 / 3 SF 3 / 43-4/ 72 LA / 8 SF 666 / 0 4 / 8 CC 4 / / 00 LA / 2 SF / 0 SF 3 / 40-0/ 63 LA / 6 SF SF 3 / 36-36/ 33 LA / 6 SF / 8 SF 4 / 63 8 / 64 LC / 0 SF 763 / 7 3 / 3 SF 4 / 60 0 / 70 LC SF 844 / 6 3 SF 3 / 44-4/ 48 LC / 6 SF SF 3 / 40-3/ 63 LC / 2 SF / 6 SF 4 / 60 0 / 03 LC / 0 SF SF 4 / 68 2 / 36 LD / 7 SF 778 / 0 0 SF 4 / / 03 LD / 0 SF CC 3 / 43-4/ 67 LD / 8 SF / 2 SF 4 / / 07 Mean / CV /

8 نبشی برشگیرهای ظرفیت ملکی شروین و خلیلیان 4-4 -بررسیاثرضخامتنبشی بال عرض 91 ارتفاع با برشگیرهایی برای نبشی ضخامت اثر شاده بررسی میلیمتر 9 و 6 2 ضخامتهای و طول افازایش باا مایشاود مشااهده 12 شاکل نماودار در است. لغزش که حالی در افزایش آن برشی ظرفیت نبشی ضخامت بیشاتر صلبیت با رفتاری برشگیر و مییابد کاهش آن بیشینه میدهد. نشان خود از را 5-4 -بررسیاثرطولنبشی ابعااد با برشگیر از آن رفتار بر نبشی طول اثر بررسی برای 191 و طاولهاای باا میلایمتار تمام طول در تنش توزیع بررسی است. شده استفاده میلیمتر برشاگیرها ایان طاول در تانش کاه داد نشان برشگیرها این باار- رفتاار بار برشاگیر طاول اثار. اسات یکنواخت تقریبا آن طاول در تنش توزیع که برشگیرهایی برای آن جابهجایی مای- مشاهده است. شده رسم 15 شکل در است یکنواخت بیشینه لغزش و افزایش برشگیر مقاومت طول افزایش با شود از را بیشاتر صالبیت باا رفتاری برشگیر و مییابد کاهش آن میدهد. نشان خود 6-4 -محاسبهطولموثربرایبرشگیرنبشی دسات باه بارای آنهاا از کاه نمونههایی ویژگیهای و ابعاد جدول در است شده استفاده موثر طول برای رابطهای آوردن و ضاخامت ارتفااع پارامترهاای اثار اسات. شده خالصه 6 که گرفتهاند قرار ارزیابی مورد موثر طول در فوالد مقاومت مقاومات و نبشای ضاخامت ماوثر پارامترهاای آنها بین از بارای خطاا و ساعی راه از ماوثر طاول اسات. باوده فاوالد است. آمده دست به مختلف برشگیرهای یاک مختلاف پارامترهاای باین رابطه آوردن دست به برای ماوثر طاول تعیین برای )5( رابطه و انجام رگرسیون تحلیل است. شده پیشنهاد پارامتری. مطالعه در تحلیل از آمده دست به نتایج و نمونهها ابعاد و مواد ویژگیهای 5 جدول Angle Length of Concrete Steel strength Steel Max Connector Modes Specimen dimension connector strength beam slip capacity of Fy(MPa) Fu(MPa) (mm) (mm) (MPa) section (mm) (kn) failure LE-1 80x40x IPE270 6 / 3 76 / 36 TF LE-2 80x40x IPE270 7 / 2 83 / 40 TF LE-3 80x40x IPE270 6 / 6 83 / 37 CC LE-4 80x40x IPE270 6 / 6 83 / 60 CC LE-6 60x40x IPE270 8 / 6 63 / 30 CC LE-7 60x60x IPE270 8 / 8 63 / 00 CC LE-8 60x80x IPE / 60 CC LE-9 40x40x IPE270 6 / 6 80 / 43 SF LE-10 50x40x IPE270 7 / 3 83 / 33 CC LE-11 60x40x IPE270 6 / 6 83 / 82 CC LE-12 70x40x IPE270 6 / 6 80 / 47 CC LE-14 80x40x IPE270 0 / / 82 CC LE-15 80x40x IPE270 0 / / 02 CC LE-16 80x40x IPE270 3 / / 64 CC LE-17 80x40x IPE270 3 / / 76 CC LE-18 80x40x IPE270 3 / / 80 CC LE-19 80x40x IPE270 3 / / 46 CC LE-20 80x40x IPE270 4 / / 68 CC LE-21 80x40x IPE270 4 / / 86 CC LE-22 80x40x IPE270 4 / / 06 CC LE-23 80x40x IPE270 3 / / 07 CC LE-24 80x40x IPE270 7 / 2 67 / 00 TF 58

9 دوره پانزدهم / شماره / 9 پاییز 1932 مجله علمی پژوهشی عمران مدرس شکل 11 تاثیر مقاومت بتن بر رفتار بار- جابهجایی. شکل 11 تاثیر ضخامت برشگیر نبشی بر رفتار بار- جابهجایی برای نبشی با طول 51 میلیمتر. شکل 15 اثر طول برشگیر بر رفتار بار- جابجایی در برشگیر با ابعاد میلیمتر. شکل 12 تاثیر اندازه بال برشگیر نبشی بر رفتار بار- جابهجایی. شکل 19 تاثیر ارتفاع برشگیر نبشی بر رفتار بار- جابهجایی. جدول 6 طول موثر ابعاد و ویژگیهای نمونهها. شکل 16 نمودار ظرفیت برشگیر نبشی بر حسب مناسبترین توان طول Angle Dimension (mm) نبشی. L c obtain from FEM (mm) Concrete strength (MPa) F y (MPa) Steel strength F u (MPa) Steel beam dimension (mm) L c obtain from (6) (mm) Percent of error (%) 80x40x x250x9x / 62-2/ 20 80x40x x250x9x / 03-3/ 08 80x40x x250x9x / 33 3 / 26 80x40x x250x9x / 48-4/ 68 80x40x x250x9x14 88 / 87 3 / 26 60x40x x250x9x / 33 3 / x40x x250x9x / 33 3 / 26 59

10 ظرفیت برشگیرهای نبشی L c = / F y t ) 5( L c F y : طول بحرانی بر حسب mm : تنش تسلیم فوالد بر حسب MPa t -5 : ضخامت برشگیر نبشی بر حسب mm ارایهرابطهمقاومتنهایینبشی با استفاده از نتایج باه دسات آماده از مطالعاه پاارامتری باه اساتخراج رابطاهای بارای باه دسات آوردن ظرفیات برشای برشگیر نبشی میپردازیم. همانگونه که در مطالعه پاارامتری دیده شد عوامل ماوثر در ظرفیات نبشای عباارت اسات از: ضخامت و طول نبشای و مقاومات فشااری باتن. در اینجاا بررسی میشود که مقاومت برشگیر نبشی با چه توانی از این پارامترها رابطه خطی دارد. برای این کار در هر ماورد هماه پارامترها ثابت نگهداشته شدهاند و تنهاا پاارامتر ماورد نظار تغییر داده شاده اسات. در شاکل 16 محاور قاالم مقاومات برشگیر و محور افقی L c 0.64 است. عدد 1/62 بهترین تاوانی است که خط عبور داده شده از دادهها به گونهای که از مبدا مخت ات نیز بگذرد کمترین خطا را میدهاد. ایان تاوان از راه سعی و خطا به دست آمده است. به همین ترتیب رابطاه ظرفیت برشگیر با پارامترهای t و f c به دست میآید و رابطه )6( برای پیشبینی مقاومت نهایی برشگیر پیشنهاد میشود: 0.64 Q = 4.3L c t f c ) 6( t L c f c = ضخامت نبشی( mm ) = طول نبشی( mm ) = مقاومت فشاری بتن( MPa ) ظرفیت برشگیر بر حسب( kn ) Q= در جدول 7 درصد خطای مقادیر به دست آمده برای ظرفیت برشگیر از مدل عناصر محدود و مقادیر به آمده از رابطه )6( مقایسه شده است. درصد خطای مابات نشاان دهناده ایمان بودن و درصد خطای منفی نشان دهنده غیر ایمن بودن رابطه است. از روی جدول مشاهده مایشاود کاه بیشاینه درصاد خطای مابت %7.62 و بیشینه خطای منفی %2 است. میانگین نسبت ظرفیت برشگیر به دست آمده از مدل عناصر محادود به مقدار نظیر باه دسات آماده از رابطاه پیشانهادی 1/11 و خلیلیان و شروین ملکی ضریب تغییرات آن 1/19 است. همان گونه که مشاهده می- شود رابطه پیشنهاد شده به خوبی با نتایج به دست آماده از مدل عناصر محدود هماهنگی دارد. 6- جمعبندیونتیجهگیری هاادا ایاان پااژوهش تعیااین مقاوماات و بررساای رفتااار برشگیرهای نبشی مدفون شده در دال بتنای تحات بارهاای مونوتونیک بوده است. برای ایان کاار مادلی کاامپیوتری از آزمایش برونرانی برشی ساخته شد و نتایج حاصل از تحلیل مدل عناصر محدود باا نتاایج آزماایشهاای عملای موجاود مقایسه شد. با استفاده ازمدل موجود اثر پارامترهای گوناگون مانند مقاومات فشااری باتن ارتفااع عارض باال طاول و ضخامت برشگیر بر رفتار آن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج زیر اراله میشود: با افزایش مقاومت بتن ظرفیت برشگیر افزایش در حالی که لغزش بیشینه آن کاهش مییابد. انادازه باال برشاگیر نبشای تاثیری در مقاومت و رفتار آن نمیگذارد. با افزایش ارتفاع برشگیر از 21 به 51 و از 51 به 61 میلیمتر ظرفیت نبشی کمیافزوده میشود. ایان افازایش ظرفیات در ارتفاعهای بزرگتر دیده نمیشود. بنا بار ایان وقتای ارتفااع برشگیر نبشی تا حدی افزایش مییابد دیگر با اضاافه شادن ارتفاع مقاومت برشی نبشی تغییر نمیکند. همچنین ارتفااع برشگیر تاثیر چندانی بر لغزش بیشینه و رفتار بار جابهجایی برشگیر نمیگذارد.با افزایش ضخامت نبشی ظرفیات برشای آن افزایش در حالی که لغزش بیشینه آن کاهش مییابد. با افزایش طول برشگیر مقاومات افازایش و لغازش بیشاینه کاهش مییابد. در بررسی اثر طول نبشی بار رفتاار آن اگار طول نبشی از حد مشخ ی کمتر باشد تنش در تمام طاول برشگیر ثابت میماند. در برشگیرها با طولهای زیاد تنش در سراسر طول ثابات نیسات بناابر ایان مناساب اسات بارای اقت ادی شدن و بهتر عمل کردن برشگیرها محدودیت طولی برای آنها در نظر گرفته شود. برای در نظر گرفتن محدودیت طولی برای برشگیر نبشای و باه دسات آوردن طاول بحرانای اثار پارامترهاای ارتفااع 60

11 دوره پانزدهم / شماره / 9 پاییز Lam, D.; El-Lobody, E.; "Behavior of headed stud shear connectors in composite beam"; Journal of Structural Engineering; 131(1), 2005, p Nakajima, A.; Saiki, I.; Kokai, M.; Doi, K.; Takabayashi, Y.; Ooe, H.; "Cyclic shear force slip behavior of studs under alternating and pulsating load condition"; Engineering Structures; 25(5), 2003, p Shariati, M.; Ramli Sulong, NH.; Arabnejad Khanouki, MM; "Experimental assessment of channel shear connectors under monotonic and fully reversed cyclic loading in high strength concrete"; Materials & Design; 34(0), 2012, p Baran, E.; Topkaya, C.; "An experimental study on channel type shear connectors"; Journal of Constructional Steel Research; 74(0), 2012, p Yokota, H.; Kiyomiya, O.; "Load carrying capacity of shear connectors made of shape steel in steel-concrete composite members"; Technical note of the port and harbor research institute ministry of transport, JAPAN; 595, 1987, p Soty, R.; Shima, H.; "Formulation for Maximum Shear Force on L-Shape Shear Connector Subjected to Strut Compressive Force at Splitting Crack Occurrence in Steel-Concrete Composite Structures"; Procedia Engineering; 14(0), 2011, p Shariati, M.; Ramli Sulong, NH.; Suhatril, M.; Shariati, A.; Arabnejad Khanouki, MM.; Sinaei, H.; "Behaviour of C-shaped angle shear connectors under monotonic and fully reversed cyclic loading: An experimental study"; Materials & Design; 41(0), 2012, p Shariati, M.; Ramli Sulong, NH.; Suhatril, M.; Shariati, A.; Arabnejad Khanouki, MM.; Sinaei, H.; "Comparison of behaviour between channel and angle shear connectors under monotonic and fully reversed cyclic loading"; Construction and Building Materials; 38(0), 2013, p ABAQUS standard user's manual, Version 6.9, USA, Eurocode-2: Design of concrete structures, in Part1: General rules and rules for building, Qureshi, J.; Lam, D.; Ye, J.; "Effect of shear connector spacing and layout on the shear connector capacity in composite beams"; Journal of Constructional Steel Research; 67(4), 2011, p Soty, R.; Shima, H.; "Formulation for shear force relative displacement relationship of L-shape shear connector in steel concrete composite structures", Engineering Structures; 46(0), 2013, p مجله علمی پژوهشی عمران مدرس ضخامت و مقاومت فوالد مورد ارزیابی قرار گرفت. از باین آنها ضخامت نبشی و مقاومات فاوالد پارامترهاای ماوثردر طول بحرانی نبشی بوده است. با انجام این مطالعه مشخص شد پارامترهای مؤثر در مقاومت برشگیر نبشی عبارتاند از: مقاومات فشااری باتن طاول و ضخامت برشگیر به کار رفته. در پایان رابطهای برای پایش- بینی مقاومت برشگیر نبشی پیشنهاد شد. جدول 7 مقایسه نتایج مطالعه پارامتری و رابطه پیشنهادی. Load per connector Sample for FEM (kn) (1) LE-1 / 61 LE-2 / 10 LE-3 / 89 LE-4 / 10 LE-6 / 65 LE-7 / 50 LE-8 / 70 LE-9 / 11 LE-10 / 66 LE-11 / 70 LE-12 / 19 LE-14 / 70 LE-15 / 78 LE-16 / 11 LE-17 / 97 LE-18 / 70 LE-19 / 17 LE-20 / 19 LE-21 / 77 LE-22 / 51 LE-23 / 51 LE-24 / f c 0.11 t 0.27 Lc 0.64 (kn) (2) Ratio of (1)/(2) Percentage of error ) ( / 55 6 / 16 1 / / 60 6 / 10 8 / / 56 6 / 10 0 / / 90 6 / 16 6 / / 70 6 / 11 1 / / 70 6 / 16 1 / / 70 6 / 16 6 / / 56 6 / 18 0 / / 56 6 / 10 6 / / 56 6 / 18 0 / / 56 6 / 18 8 / / 10 1 / 77-6/ / 66 1 / 79-0/ / 81 1 / 77-0/ / 01 6 / 17 9 / / 00 1 / 71-8/ / 15 1 / 79-8/ / 85 6 / 18 0 / / 01 6 / 11 1 / / 08 1 / 71-0/ / 11 1 / 77-1/ / 70 6 / 19 1 / 91 mean 6 / 16 CV 1 / مراجع 1. Maleki, S.; Bagheri, S.; "Behavior of channel shear connectors, Part II: Analytical study"; Journal of Constructional Steel Research; 64(12), 2008, p Maleki, S.; Mahoutian, M.; "Experimental and analytical study on channel shear connectors in fiberreinforced concrete. Journal of Constructional Steel Research"; 65(8 9), 2009, p Nguyen, HT.; Kim, SE.; "Finite element modeling of push-out tests for large stud shear connectors"; Journal of Constructional Steel Research; 65(10 11), 2009, p

12 62