Пойгоҳҳои пулӣ бо ду сутуни васлшаванда дар сохтмони босуръати пулҳо системаҳои муҳими борбардор мебошанд, ки метавонанд меҳнати саҳроӣ ва қатъи ҳаракати нақлиётро кам кунанд; аммо дар минтақаҳои дорои хатари баланди зилзила пайвастҳои сутун–таҳкурсӣ ва сутун–сарпӯш бояд аз ҷиҳати мустаҳкамӣ, пластикӣ ва якпорчагӣ ба системаҳои дар ҷой рехташуда наздик шаванд. Ин таҳқиқот низоми нави пайвастшавиро пешниҳод мекунад, ки арматураи ҳампӯш, ҷойгиркунии tenon-socket ва пайванди тарии бетони ултра-баландсамар (UHPC)-и баъдан рехташавандаро байни сутун ва таҳкурсӣ муттаҳид мекунад. Се пойгоҳи дусутунаи миқёси 1/3 зери боркунии даврии quasi-static муқоиса карда шуданд: намунаи истинодии CIP-и дар ҷой рехташуда, RWS-1-BGC бо bellows grouting дар пайвасти сарпӯш ва RWS-2-PTC бо post-cast UHPC tenon-core connection. Қобилияти қуллавии борбардории уфуқии намунаҳои васлшаванда мутаносибан 940.50 ва 925.48 kN буда, аз 892.01 kN-и CIP баландтар аст. Бори ниҳоӣ дар RWS-1-BGC ба 870.74 kN расида, нисбат ба CIP %14.8 афзудааст. Пойгоҳи сутуни бо UHPC тақвиятёфта тамаркузи осеб ва шарнири пластикиро бевосита дар поя коҳиш дода, минтақаи деформатсияи пластикиро ба боло кӯчонидааст. Гарчанде CIP дар оғоз сахттар ва дорои ҷойивазкунии боқимондаи камтар буд, талафи сахтӣ дар пойгоҳҳои васлшаванда сусттар рух додааст. RWS-1-BGC дар ҷойивазкунии яксон истеъмоли энергияи якдавраинаи наздик ба CIP ва бинобар ҷойивазкунии ниҳоии калонтар истеъмоли кумулятивии баландтари энергия нишон додааст. Модели ABAQUS Concrete Damage Plasticity қобилиятҳои қуллавии таҷрибавиро бо инҳирофи тақрибан %0.6–2.5 бозсозӣ кардааст; дар таҳлили параметрӣ таъсири баландии пайванди UHPC ва фосилаи сутунҳо маҳдуд, дар ҳоле ки нисбати арматура яке аз пурқувваттарин тағйирёбандаҳои тарҳрезӣ будааст. Натиҷаҳо танҳо барои таҷрибаҳои quasi-static-и миқёси 1/3 ва модели ададии бо онҳо тасдиқшуда эътибор доранд; ҳаракати воқеии зилзила, устувории дарозмуддат ва миқёси саҳро бояд алоҳида тасдиқ шаванд.

Чаро пайвастшавӣ дар пойгоҳҳои дусутунаи васлшавандаи пул муҳим аст?

Азбаски дар системаи васлшаванда сутун, таҳкурсӣ ва сарпӯш ҳамчун қисмҳои ҷудогона истеҳсол мешаванд, дар зилзила момент, қувваи буриш ва бори меҳварӣ бояд аз ин интерфейсҳои монтажӣ боэътимод интиқол дода шаванд. Агар пайваст нокифоя бошад, ҳатто агар танаи сутуни баландмустаҳкам солим монад, осеб метавонад дар минтақаи пайвастшавӣ мутамарказ шуда, пластикии тамоми системаро маҳдуд кунад.

Системаи Reinforcement-Tenon UHPC Wet Joint Socket (RWS), ки таҳқиқот пешниҳод мекунад, се вазифаи асосӣ дорад:

• tenon ва socket ҳангоми монтаж ҷойгиркунии геометриро таъмин мекунанд,
• арматураи сутун ва таҳкурсӣ дар минтақаи пайванди тар ба шакли ҳампӯш идома меёбад,
• UHPC-и дорои мустаҳкамии баланд ва қобилияти баланди борбардории баъд аз тарқиш ин минтақаро ба рафтори наздик ба монолитӣ мерасонад.

Се намуна чӣ гуна сохта шуданд?

Дар матни манбаъ шарҳҳо дар бораи он ки tenon-и таҳкурсии RWS-1 ва RWS-2 дар кадом тараф ҷойгир аст, байни бахшҳо пурра мувофиқ нестанд. Figure 2, ки монтажи RWS-2-PTC-ро нишон медиҳад, ҷойгир шудани tenon-и пешакӣ сохташудаи пояи сутунро дар socket-и таҳкурсӣ нишон медиҳад, дар ҳоле ки баъзе ҷумлаҳои бахшҳои муқаддима ва натиҷа ду конфигуратсияро баръакс ном мебаранд. Аз ин рӯ, пайвастҳо дар ин ҷо ба таври бехатар бо навъҳои пайвасти болоии BGC ва PTC фарқ карда шудаанд.

Мустаҳкамии маводҳо дар чӣ сатҳ аст?

Минтақаи пайванди тарии UHPC-и пойгоҳҳои васлшаванда бо паҳнои 500 mm ва баландии 450 mm тарҳрезӣ шуда, дар ин минтақа нисбати арматураи %1.93 истифода шудааст.

Имитацияи quasi-static-и зилзила чӣ гуна татбиқ шуд?

Дар ҳоле ки ду домкрати гидравликӣ бори амудии меҳвариро татбиқ мекарданд, актуатори гидравликии уфуқӣ аз сатҳи сарпӯш ҷойивазкунии даврии дутарафа медод. Манбаъ бори умумии амудиро 773.55 kN ва нисбати фишори меҳвариро 0.2 гузориш медиҳад.

Сатҳҳои ҷойивазкунии уфуқӣ аз 2 mm оғоз шуда, то 81 mm, яъне тақрибан сатҳи %4 drift зиёд карда шудаанд; ҳар сатҳ се давр такрор шудааст. Озмоиш вақте анҷом дода шудааст, ки қобилияти борбардорӣ аз %85-и қулла паст шуд ё арматура шикаст.

Пайвасти UHPC осебро чӣ гуна тағйир дод?

Дар намунаи CIP тарқишҳои уфуқӣ ва моил барвақттар оғоз шудаанд; бо зиёд шудани ҷойивазкунӣ дар қабати бетонии пояи сутун кӯфташавӣ ва кандашавии ҷиддӣ рух додааст. Дар намунаҳои васлшаванда пояи калонкардашудаи UHPC тарқиши аввалро ба таъхир андохта, осеби пояро коҳиш додааст.

Ин тақвият бештар аз он ки шарнири пластикиро пурра аз байн барад, деформатсияи муҳимро ба минтақаҳои бетони муқаррарии болотар аз UHPC кӯчонидааст. Ҳамин тавр, дар ҳоле ки осеби минтақаи пайвастшавӣ назорат мешавад, танаи сутун метавонад қисми бештари энергияи зилзиларо тавассути деформатсия қабул кунад.

Чаро CIP дар аввал сахттар аст?

Дар системаи монолитии CIP ҷойивазкунии болои сутун асосан аз хамшавии сутун ба вуҷуд меояд. Дар системаҳои васлшаванда бошад, илова ба хамшавии сутун дар пайвастҳои монтажӣ гардишҳои хурд низ ба вуҷуд меоянд. Аз ин рӯ, сахтии ибтидоӣ дар CIP баландтар аст.

Бо вуҷуди ин, бо зиёд шудани шумораи даврҳо ва ҷойивазкунӣ сахтии CIP нисбат ба пойгоҳҳои васлшаванда тезтар кам шудааст.

Усул ва Натиҷаҳо

Қобилияти бор–ҷойивазкунӣ

Қобилиятҳои қуллавии RWS-1-BGC ва RWS-2-PTC аз CIP мутаносибан %5.4 ва %3.8 баландтаранд. Афзоиши қобилияти ниҳоӣ бошад %14.8 ва %4.3 мебошад.

Истеъмоли энергия

Масоҳате, ки каҷи гистерезис иҳота мекунад, энергияи дар як давр сарфшударо ифода мекунад. Дар ҷойивазкунии яксон истеъмоли энергияи якдавраинаи RWS-1-BGC ба CIP наздик буда, дар маҷмӯъ аз RWS-2-PTC баландтар аст.

Азбаски RWS-1-BGC то ҷойивазкунии ниҳоии калонтар борро нигоҳ доштааст, шумораи умумии даврҳо ва ҳамин тавр истеъмоли кумулятивии энергия аз CIP баландтар будааст. Осеби сарпӯши RWS-2-PTC дар ҷойивазкуниҳои калон бошад истеъмоли энергияро дар марҳилаи дер маҳдуд кардааст.

Демпфиркунии часпаки эквивалентӣ

Дар ҳар се намуна нисбати ибтидоии демпфиркунии часпаки эквивалентӣ тақрибан 0.05 буда, бо пешрафти осеб зиёд мешавад. Азбаски CIP дар оғоз сохтори якпорчатар дорад, дар марҳилаҳои аввали боргузорӣ демпфиркунии баландтар нишон медиҳад. Бо инкишофи осеб дар ҷойивазкуниҳои калон дар намунаҳои васлшаванда нисбатҳои демпфиркунӣ ба сатҳи CIP наздик мешаванд.

Ҷойивазкунии боқимонда

CIP нисбат ба пойгоҳҳои васлшаванда ҷойивазкунии боқимондаи хурдтар нишон додааст. Манбаъ инро бо якпорчагии сохтории монолитӣ мепайвандад. Дар ҷойивазкуниҳои калон гуфта мешавад, ки пайвасти PTC нисбат ба BGC рафтори бозмарказкуниро беҳтар мекунад.

Каҷӣ

Каҷиҳои ченшуда дар пояи сутун ва минтақаҳои болои шарнири пластикӣ бо зиёд шудани амплитудаи бор афзудаанд. Каҷиҳои намунаҳои васлшаванда дар аксари сатҳҳои боргузорӣ аз CIP пасттар мондаанд; пояи калонкардашудаи UHPC ва пайвасти болоии UHPC талаботи хамшавии маҳаллиро коҳиш додаанд.

Модели FEA

Дар модели ABAQUS барои C40 ва UHPC равиши Concrete Damage Plasticity истифода шудааст. Бетон ва UHPC бо элементҳои C3D8R, арматура бо элементҳои T3D2 моделсозӣ шуда, арматура бо embedded-region constraint дар дохили бетон ҷойгир карда шудааст.

Дар интерфейсҳои тамос дар самти нормалӣ hard contact, дар самти тангенсиалӣ penalty friction ва коэффисиенти соиши 0.35 истифода шудааст. Баъзе пайвастҳои UHPC–C40-и баъдан рехташуда бо Tie constraint ифода шудаанд.

Гарчанде дар сатри чопшудаи RWS-2-и Table 6 аломати хато мусбат менамояд, азбаски таърифи манбаъ ва рақамҳо нишон медиҳанд, ки FEA аз таҷриба пасттар аст, он бо арзиши −1.96% дар матни атроф мувофиқ аст.

FEA сахтии ибтидоии намунаҳои васлшавандаро аз ҳад зиёд баҳогузорӣ карда, нисбат ба даврҳои таҷрибавӣ гистерезиси симметрӣтар/пуртар ба вуҷуд овардааст. Манбаъ инро бо таҳаммулпазирии монтаж, чандирии иловагии пайвастҳо ва дохил нашудани рафтори bond-slip-и арматура–бетон ба модел мепайвандад.

Таҳлили параметрии тарҳрезӣ

Афзоиши нисбати арматура аз %1.28 то %1.93 бори ҷорӣшавиро %9.6 ва бори қуллавиро %18.6 зиёд кардааст. Манбаъ таъкид мекунад, ки арматураи нокифоя метавонад ба вайроншавии бармаҳал, арматураи аз ҳад зиёд бошад ба кам шудани қобилияти деформатсияи пластикӣ оварда расонад.

Азбаски таъсири баландии пайванди UHPC дар диапазони 350–550 mm ба иҷрои умумии сейсмикӣ маҳдуд пайдо шудааст, муаллифон пешниҳод мекунанд, ки барои RWS-1-BGC 350 mm кофӣ буда метавонад. Ин арзиш дар байни се намунаи физикӣ мустақиман озмоиш нашуда, аз модели тасдиқшудаи FEA гирифта шудааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Пойгоҳҳои васлшавандаи дусутуна бо пайванди тарии UHPC дар шароити quasi-static-и баррасишуда қобилияти борбардории уфуқии баробар ё баландтар аз CIP фароҳам овардаанд.
• Минтақаи пояи UHPC тарқиши аввал ва осеби минтақаи таҳкурсиро ба таъхир андохтааст.
• Талаботи шарнири пластикӣ ва осеб аз пояи тақвиятёфта ба боло кӯчонида шудааст.
• RWS-1-BGC истеъмоли энергияи якдавраинаи наздик ба CIP ва истеъмоли кумулятивии баландтари энергия нишон додааст.
• Сахтии ибтидоии пойгоҳҳои васлшаванда аз CIP пасттар, вале талафи сахтӣ сусттар аст.
• Пайвастҳои UHPC талаботи каҷиро коҳиш додаанд.
• Модели ABAQUS-и бар асоси CDP борҳои қуллавиро бо сатҳи хурди хато бозсозӣ кардааст.
• Дар байни параметрҳои баррасишуда нисбати арматура ба қобилияти борбардорӣ ва истеъмоли энергия таъсири аз ҳама намоён дорад.

Умумисозиҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Таҳқиқот shake-table test бо сабти воқеии зилзила нест.
• Азбаски барои ҳар навъи пайваст танҳо як намунаи физикӣ мавҷуд аст, такрорпазирии оморӣ тасдиқ нашудааст.
• Натиҷаҳои намунаҳои миқёси 1/3 набояд мустақиман ҳамчун иҷрои пули пурмиқёс қабул шаванд.
• Коррозияи дарозмуддат, устувории муҳитӣ ва пайдарпайиҳои такрории воқеии зилзила таҳқиқ нашудаанд.
• Баландии пайванди UHPC-и 350 mm мустақиман дар озмоиши лабораторӣ тасдиқ нашудааст.
• Барои бартарии монтажи босуръате, ки дар манбаъ зикр мешавад, озмоиши алоҳидаи саҳроии вақт–хароҷот анҷом дода нашудааст.
• Бартарии residual displacement-и пайвасти PTC маънои иҷрои воқеии системаи пули prestressed self-centering-ро надорад.
• Азбаски FEA bond-slip-ро ошкоро моделсозӣ намекунад, ҳамаи деформатсияҳои маҳаллии пайвастҳоро фаро намегирад.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

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

Муаллифони PDF: Jundong Fu, Hongmei Ren, Qi Li, Dianchao Wang, Shui Wan ва Zheng Lu.

Муассисаҳо: Department of Disaster Mitigation for Structures ва 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.

Муаллифи иртиботии PDF: Zheng Lu.

DOI: 10.2139/ssrn.7199959.

Шиносаи SSRN: 7199959.

Мақоми нашр: Сабти preprint/working paper-и 36-саҳифаӣ, ки 31 июли 2026 дар SSRN нашр шудааст. Версияи ҷудогонаи аз арзёбии ҳамтоён гузашта бо ҳамин унвон дар санаи ин арзёбӣ тасдиқ нашудааст.

Ёддошти metadata-и библиографӣ: Сабти веби SSRN Jundong Fu-ро аз рӯйхати муаллифон хориҷ карда, Zheng Lu-ро ду маротиба нишон медиҳад. PDF инчунин барои Yuyan Xie, ки дар byline нест, сатри e-mail дорад. Ҳангоми омода кардани ҳувияти илмии Verianla byline-и PDF-и манбаъ асос гирифта шудааст.

Таҷриба: Се пойгоҳи дусутунаи миқёси 1/3 — як CIP ва ду васлшаванда; бори доимии меҳварӣ ва drift-controlled quasi-static cyclic lateral loading.

Мавод: Бетони C40, UHPC ва арматураи HRB400. Мустаҳкамии ченшудаи фишории 28-рӯза барои C40 41.6 MPa ва барои UHPC 129.4 MPa аст.

Модели ададӣ: ABAQUS; C3D8R бетон/UHPC, T3D2 арматура, Concrete Damage Plasticity, surface-to-surface contact, hard contact, friction coefficient 0.35, embedded-region ва Tie constraint.

Ҳадди моделсозӣ: Рафтори bond-slip-и арматура–бетон бо модели ҷудогонаи интерфейсӣ ифода нашудааст ва ин ҳолат махсусан дар фарқи yield displacement ва сахтии ибтидоӣ аз ҷониби манбаъ ҳамчун шарҳи муҳим нишон дода мешавад.

Ёддошти пайваст дар дохили манбаъ: Самти tenon-socket-и таҳкурсии RWS-1/RWS-2 байни матни муқаддима/натиҷа ва §2.1 ҳамроҳ бо Figure 2-и монтажи RWS-2 мувофиқ нест. Ин фарқ аз ҷониби Verianla хомӯшона мувофиқ карда нашудааст.

Ёддошти Table 6 дар дохили манбаъ: Гарчанде peak-load FEA-и RWS-2-PTC аз таҷриба пасттар аст, аломати хато дар ҷадвал мусбат чопшуда менамояд; матни атроф −1.96% медиҳад. Дар ҳамон ҷадвал тамғаи kN/mm-и сутуни peak-load низ бо маънои физикии арзишҳо ва Table 4 мувофиқ нест; арзишҳои бор бо kN мебошанд.

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

Таҳқиқоти вобаста: Таҳқиқоти соли 2026-и ҳамин гурӯҳ — Experimental and numerical study of prefabricated bridge columns with UHPC-core socket connection ва Seismic performance of key-connection UHPC precast segmental hollow bridge columns — пешгузаштаҳои наздики методологии ҳамин хатти таҳқиқоти UHPC–пойгоҳҳои васлшавандаи пул мебошанд; кори ҳозира аз сабаби системаи дусутунаи RWS/BGC/PTC сабти таҷрибавии ҷудогона аст.

Дастрасии маълумот ва бархӯрди манфиатҳо: Дар PDF-и боршуда бахши ҷудогона ва ошкори Data Availability ё Conflict of Interest дида намешавад; аз ҷониби Verianla изҳороти иловагӣ сохта нашудааст.

Ҳуқуқи муаллиф: Фигураҳои preprint, ки тавассути сабти SSRN дастрас шудаанд, набояд айнан такрор карда шаванд. Муносибатҳои пайваст, осеб, гистерезис ва параметрии Figure 1–18 бояд барои Verianla бо схемаҳои техникии аслӣ аз нав кашида шаванд.