Prefabrik iki sütunlu körpü dayaqları sürətləndirilmiş körpü tikintisində sahə əməyini və nəqliyyatın dayandırılmasını azalda bilən mühüm daşıyıcı sistemlərdir; lakin yüksək seysmik təhlükəli bölgələrdə prefabrik sütun–bünövrə və sütun–başlıq birləşmələrinin möhkəmlik, süneklik və bütövlük baxımından yerində tökülmüş sistemlərə yaxınlaşması lazımdır. Bu tədqiqat sütun ilə bünövrə arasında üst-üstə düşən armatur, zıvana-soket yerləşdirmə və sonradan tökülən ultra yüksək performanslı beton (UHPC) yaş birləşməsini birləşdirən yeni bağlantı sistemi təklif edir. Üç ədəd 1/3 miqyaslı iki sütunlu dayaq quasi-static dövri yükləmə altında müqayisə edilmişdir: yerində tökülmüş CIP istinad nümunəsi, başlıq birləşməsində bellows grouting istifadə edən RWS-1-BGC və post-cast UHPC tenon-core birləşməsindən istifadə edən RWS-2-PTC. Prefabrik nümunələrin pik üfüqi daşıma qabiliyyətləri müvafiq olaraq 940.50 və 925.48 kN olub CIP-in 892.01 kN dəyərindən yüksəkdir. Son yük RWS-1-BGC-də 870.74 kN-a çataraq CIP-lə müqayisədə %14.8 artmışdır. UHPC ilə möhkəmləndirilmiş sütun altlığı zədələnmənin və plastik şarnirinin birbaşa altlıqda cəmlənməsini azaltmış və plastik deformasiya zonasını yuxarı daşımışdır. CIP başlanğıcda daha sərt və daha az qalıq yerdəyişməyə malik olsa da, prefabrik dayaqlarda sərtlik itkisi daha yavaş baş vermişdir. RWS-1-BGC eyni yerdəyişmədə CIP-ə yaxın tək dövr enerji sərfiyyatı və daha böyük son yerdəyişmə səbəbilə daha yüksək kumulyativ enerji sərfiyyatı göstərmişdir. ABAQUS Concrete Damage Plasticity modeli eksperimental pik qabiliyyətləri təxminən %0.6–2.5 sapma ilə yenidən istehsal etmiş; parametrik analizdə UHPC birləşmə hündürlüyü və sütun aralığının təsiri məhdud, armatur nisbətinin isə ən güclü layihə dəyişənlərindən biri olduğu müəyyən edilmişdir. Nəticələr yalnız tədqiq edilən 1/3 miqyaslı quasi-static təcrübələr və onlarla doğrulanmış ədədi model üçün keçərlidir; real zəlzələ hərəkəti, uzunmüddətli davamlılıq və sahə miqyası ayrıca doğrulanmalıdır.

Prefabrik iki sütunlu körpü dayaqlarında bağlantı niyə kritikdir?

Prefabrik sistemdə sütun, bünövrə və başlıq ayrı hissələr kimi istehsal edildiyi üçün zəlzələ zamanı momentin, kəsici qüvvənin və oxboyu yükün bu montaj interfeyslərindən etibarlı şəkildə ötürülməsi lazımdır. Bağlantı kifayət etməzsə, yüksək möhkəmlikli sütun gövdəsi sağlam qalsa belə, zədələnmə birləşmə bölgəsində cəmlənə və bütün sistemin sünekliyini məhdudlaşdıra bilər.

Tədqiqatın təklif etdiyi Reinforcement-Tenon UHPC Wet Joint Socket (RWS) sistemi üç əsas funksiyaya malikdir:

• zıvana və soket montaj zamanı həndəsi yerləşdirmə təmin edir,
• sütun və bünövrə armaturu yaş birləşmə bölgəsində üst-üstə düşən şəkildə davam edir,
• yüksək möhkəmliyə və çatdan sonrakı daşıma qabiliyyətinə malik UHPC bu bölgəni monolitə yaxın davranışa gətirir.

Üç nümunə necə yaradıldı?

Mənbə mətnində RWS-1 və RWS-2-nin bünövrə zıvanasının hansı tərəfdə yerləşdiyinə dair izahlar bölmələr arasında tam uyğun deyil. RWS-2-PTC-nin montajını göstərən Figure 2 sütun altlığında əvvəlcədən yaradılmış zıvananın bünövrədəki soketə yerləşdirildiyini göstərdiyi halda, giriş və nəticə bölmələrindəki bəzi cümlələr iki konfiqurasiyanı tərsinə adlandırır. Buna görə burada bağlantılar təhlükəsiz şəkildə BGC və PTC üst bağlantı tipləri ilə fərqləndirilmişdir.

Material möhkəmlikləri hansı səviyyədədir?

Prefabrik dayaqların UHPC yaş birləşmə bölgəsi 500 mm enində və 450 mm hündürlüyündə layihələndirilmiş və bu bölgədə %1.93 armatur nisbətindən istifadə edilmişdir.

Quasi-static zəlzələ simulyasiyası necə tətbiq edildi?

İki hidravlik domkrat şaquli oxboyu yükü tətbiq edərkən, üfüqi hidravlik aktuator başlıq səviyyəsindən iki istiqamətli dövri yerdəyişmə vermişdir. Mənbə ümumi şaquli yükü 773.55 kN və oxboyu sıxılma nisbətini 0.2 kimi bildirir.

Üfüqi yerdəyişmə səviyyələri 2 mm-dən başlayaraq 81 mm-ə, yəni təxminən %4 drift səviyyəsinə qədər artırılmış; hər səviyyə üç dövr təkrarlanmışdır. Sınaq daşıma qabiliyyəti pik dəyərin %85-dən aşağı düşdükdə və ya armatur qırıldıqda dayandırılmışdır.

UHPC bağlantısı zədələnməni necə dəyişdirdi?

CIP nümunəsində üfüqi və maili çatlar daha erkən başlamış; artan yerdəyişmələrdə sütun altlığındakı beton örtükdə ciddi əzilmə və qopma baş vermişdir. Prefabrik nümunələrdə UHPC-li böyüdülmüş altlıq ilkin çatlamanı gecikdirmiş və altlıq zədələnməsini azaltmışdır.

Bu möhkəmləndirmə plastik şarnirin tamamilə yox edilməsindən daha çox, kritik deformasiyanın UHPC-dən yuxarıdakı normal beton bölgələrinə keçməsinə səbəb olmuşdur. Beləliklə, bağlantı bölgəsində zədələnmə nəzarət altına alınarkən, sütun gövdəsi zəlzələ enerjisinin daha böyük hissəsini deformasiya yolu ilə qarşılaya bilir.

CIP niyə başlanğıcda daha sərtdir?

Monolitik CIP sistemində sütunun üst yerdəyişməsi əsasən sütunun əyilməsindən yaranır. Prefabrik sistemlərdə isə sütunun əyilməsinə əlavə olaraq montaj birləşmələrində kiçik fırlanmalar baş verir. Buna görə ilkin sərtlik CIP-də daha yüksəkdir.

Bununla belə, dövr sayı və yerdəyişmə artdıqca CIP sərtliyi prefabrik dayaqlardan daha sürətli azalmışdır.

Üsul və Tapıntılar

Yük–yerdəyişmə qabiliyyəti

RWS-1-BGC və RWS-2-PTC-nin pik qabiliyyətləri CIP-dən müvafiq olaraq %5.4 və %3.8 yüksəkdir. Son qabiliyyətdəki artımlar isə %14.8 və %4.3-dür.

Enerji sərfiyyatı

Histerezis əyrisinin əhatə etdiyi sahə bir dövrdə sərf edilən enerjini təmsil edir. Eyni yerdəyişmədə RWS-1-BGC-nin bir dövr enerji sərfiyyatı CIP-ə yaxın, RWS-2-PTC-dən isə ümumilikdə daha yüksəkdir.

RWS-1-BGC daha böyük son yerdəyişməyə qədər yük daşıdığı üçün ümumi dövr sayı və buna görə kumulyativ enerji sərfiyyatı CIP-dən daha yüksək olmuşdur. RWS-2-PTC-nin böyük yerdəyişmələrdə başlıq zədələnməsi isə gec mərhələ enerji sərfiyyatını məhdudlaşdırmışdır.

Ekvivalent viskoz sönüm

Hər üç nümunədə başlanğıc ekvivalent viskoz sönüm nisbəti təxminən 0.05 civarındadır və zədələnmə artdıqca yüksəlir. CIP başlanğıcda daha bütöv struktur olduğundan ilk yükləmə mərhələlərində daha yüksək sönüm göstərir. Prefabrik nümunələr böyük yerdəyişmələrdə zədələndikcə sönüm nisbətləri CIP səviyyəsinə yaxınlaşır.

Qalıq yerdəyişmə

CIP prefabrik dayaqlarla müqayisədə daha kiçik qalıq yerdəyişmə göstərmişdir. Mənbə bunu monolitik struktur bütövlüyü ilə əlaqələndirir. Böyük yerdəyişmələrdə PTC bağlantısının BGC ilə müqayisədə özünü mərkəzləmə davranışını yaxşılaşdırdığı bildirilir.

Əyrilik

Sütun altlığı və yuxarı plastik şarnir bölgələrində ölçülən əyriliklər yük amplitudası artdıqca yüksəlmişdir. Prefabrik nümunələrin əyrilikləri əksər yükləmə səviyyələrində CIP-dən daha aşağı qalmış; UHPC böyüdülmüş altlıq və UHPC üst bağlantı yerli əyilmə tələbini azaltmışdır.

FEA modeli

ABAQUS modelində C40 və UHPC üçün Concrete Damage Plasticity yanaşmasından istifadə edilmişdir. Beton və UHPC C3D8R elementlərlə, armatur T3D2 elementlərlə modelləşdirilmiş; armatur beton daxilinə embedded-region constraint ilə yerləşdirilmişdir.

Kontakt interfeyslərində normal istiqamətdə hard contact, tangensial istiqamətdə penalty friction və 0.35 sürtünmə əmsalı tətbiq edilmişdir. Bəzi sonradan tökülmüş UHPC–C40 bağlantıları Tie constraint ilə təmsil edilmişdir.

Table 6-nın çap olunmuş RWS-2 sətrində xəta işarəsi müsbət görünsə də, mənbə tərifi və rəqəmlər FEA-nın təcrübədən aşağı olduğunu göstərdiyi üçün ətraf mətndəki −1.96% dəyəri ilə uyğundur.

FEA prefabrik nümunələrin ilkin sərtliyini artıq qiymətləndirmiş və eksperimental dövrlərlə müqayisədə daha simmetrik/dolğun histerezis yaratmışdır. Mənbə bunu montaj tolerantlıqları, əlavə birləşmə elastikliyi və armatur–beton bond-slip davranışının modelə daxil edilməməsi ilə əlaqələndirir.

Parametrik layihə analizi

Armatur nisbətinin %1.28-dən %1.93-ə yüksəlməsi axma yükünü %9.6 və pik yükü %18.6 artırmışdır. Mənbə kifayət etməyən armaturun erkən göçməyə, həddən artıq armaturun isə plastik deformasiya qabiliyyətinin azalmasına səbəb ola biləcəyinə diqqət çəkir.

350–550 mm arasındakı UHPC birləşmə hündürlüyünün ümumi seysmik performansa təsiri məhdud tapıldığı üçün müəlliflər RWS-1-BGC üçün 350 mm-in kifayət edə biləcəyini təklif edirlər. Bu dəyər üç fiziki nümunə arasında birbaşa sınaqdan keçirilməmiş, doğrulanmış FEA modelindən əldə edilmişdir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• UHPC yaş birləşməli prefabrik iki sütunlu dayaqlar tədqiq edilən quasi-static şəraitdə CIP-ə ekvivalent və ya daha yüksək üfüqi daşıma qabiliyyəti təmin etmişdir.
• UHPC altlıq bölgəsi ilkin çatlamanı və bünövrə bölgəsi zədələnməsini gecikdirmişdir.
• Plastik şarnir və zədələnmə tələbi möhkəmləndirilmiş altlıqdan yuxarı daşınmışdır.
• RWS-1-BGC CIP-ə yaxın bir dövr enerji sərfiyyatı və daha yüksək kumulyativ enerji sərfiyyatı göstərmişdir.
• Prefabrik dayaqların ilkin sərtliyi CIP-dən aşağı, lakin sərtlik itkisi daha yavaşdır.
• UHPC bağlantılar əyrilik tələbini azaltmışdır.
• CDP əsaslı ABAQUS modeli pik yükləri kiçik xəta səviyyələri ilə yenidən istehsal etmişdir.
• Tədqiq edilən parametrlər arasında armatur nisbəti yük qabiliyyəti və enerji sərfiyyatına ən nəzərəçarpan təsir göstərmişdir.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi ümumiləşdirmələr

• Tədqiqat real zəlzələ qeydi ilə shake-table sınağı deyil.
• Hər bağlantı tipi üçün yalnız bir fiziki nümunə olduğundan statistik təkrarlana bilmə doğrulanmamışdır.
• 1/3 miqyaslı nümunə nəticələri birbaşa tam miqyaslı körpü performansı kimi qəbul edilməməlidir.
• Uzunmüddətli korroziya, ətraf mühit davamlılığı və təkrarlanan real zəlzələ ardıcıllıqları tədqiq edilməmişdir.
• 350 mm UHPC birləşmə hündürlüyü birbaşa laboratoriya sınağında doğrulanmamışdır.
• Mənbədə qeyd olunan sürətli montaj üstünlüyü üçün ayrıca zaman-xərc sahə sınağı aparılmamışdır.
• PTC bağlantısının residual displacement üstünlüyü real prestressed self-centering körpü sistemi performansı demək deyil.
• FEA bond-slip-i açıq şəkildə modelləşdirmədiyi üçün lokal birləşmə deformasiyalarının hamısını tutmur.

Mənbə və Üsul Qeydi

Orijinal tədqiqat:Seismic Performance Research of Precast Double-Column Piers with Reinforcement-Tenon UHPC Wet Joint Socket Connection.

PDF-dəki müəlliflər: Jundong Fu, Hongmei Ren, Qi Li, Dianchao Wang, Shui Wan və Zheng Lu.

Qurumlar: Department of Disaster Mitigation for Structures və State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University; Shanghai Urban Construction Vocational College; Department of Bridge Engineering, Tongji University; University of Tokyo; Southeast University.

PDF əlaqə müəllifi: Zheng Lu.

DOI: 10.2139/ssrn.7199959.

SSRN identifikatoru: 7199959.

Nəşr statusu: SSRN-də 31 iyul 2026-cı ildə yayımlanmış 36 səhifəlik preprint/working paper qeydi. Eyni başlıqla ayrıca hakemli versiya bu qiymətləndirmə tarixində doğrulanmamışdır.

Biblioqrafik metadata qeydi: SSRN veb qeydi Jundong Fu-nu müəllif siyahısından çıxarıb Zheng Lu-nu iki dəfə göstərir. PDF əlavə olaraq byline-da olmayan Yuyan Xie üçün bir e-poçt sətri ehtiva edir. Verianla elmi kimliyi hazırlanarkən mənbə PDF byline-ı əsas götürülmüşdür.

Təcrübə: Biri CIP və ikisi prefabrik olmaqla üç ədəd 1/3 miqyaslı iki sütunlu körpü dayağı; sabit oxboyu yük və drift-controlled quasi-static cyclic lateral loading.

Material: C40 beton, UHPC və HRB400 armatur. Ölçülmüş 28 günlük sıxılma möhkəmlikləri C40 üçün 41.6 MPa və UHPC üçün 129.4 MPa-dır.

Ədədi model: ABAQUS; C3D8R beton/UHPC, T3D2 armatur, Concrete Damage Plasticity, surface-to-surface contact, hard contact, friction coefficient 0.35, embedded-region və Tie constraint.

Modelləşdirmə sərhədi: Armatur–beton bond-slip davranışı ayrıca interfeys modeli ilə təmsil edilməmişdir və bu, xüsusilə yield displacement və ilkin sərtlik fərqlərində mənbə tərəfindən mühüm izah kimi göstərilir.

Mənbə daxilində bağlantı qeydi: RWS-1/RWS-2 bünövrə zıvana-soket istiqaməti giriş/nəticə mətni ilə §2.1 və RWS-2 montaj Figure 2 arasında uyğun deyil. Bu fərq Verianla tərəfindən səssizcə uzlaşdırılmamışdır.

Mənbə daxilində Table 6 qeydi: RWS-2-PTC peak-load FEA dəyəri təcrübədən aşağı olduğu halda cədvəldəki xəta işarəsi müsbət çap edilmiş görünür; ətraf mətn −1.96% verir. Eyni cədvəldə peak-load sütununun kN/mm etiketi də dəyərlərin fiziki mənası və Table 4 ilə uyğun deyil; yük dəyərləri kN-dir.

Maliyyələşdirmə: Shanghai Magnolia Talent Program Pujiang Project (25PJD127) və National Natural Science Foundation of China (No. 52578374).

Əlaqəli tədqiqatlar: Eyni tədqiqat qrupunun 2026-cı il tarixli Experimental and numerical study of prefabricated bridge columns with UHPC-core socket connection və Seismic performance of key-connection UHPC precast segmental hollow bridge columns tədqiqatları eyni UHPC–prefabrik körpü dayağı tədqiqat xəttinin yaxın metodoloji sələfləridir; hazırkı tədqiqat iki sütunlu RWS/BGC/PTC sistemi səbəbilə ayrıca eksperimental qeyddir.

Məlumat əlçatanlığı və maraqlar toqquşması: Yüklənmiş PDF-də ayrıca və açıq Data Availability və ya Conflict of Interest bəyan bölməsi görünmür; Verianla tərəfindən əlavə bəyan yaradılmamışdır.

Müəllif hüququ: SSRN qeydi üzərindən əldə edilən preprint-in fiqurları olduğu kimi çoxaldılmamalıdır. Figure 1–18-dəki bağlantı, zədələnmə, histerezis və parametrik münasibətlər Verianla üçün orijinal texniki sxemlərlə yenidən çəkilməlidir.