بررسی تغییرات ظرفیت نیروی محوری ستون های دایره ای فولادی جداره نازک تو خالی پر شده با بتن

ویژگی های خوب فولاد موجب استفاده گسترده از این مصالح در امر ساخت و ساز شده است با این وجود ضعف هایی مانند کاهش مقاومت در مقابل حرارت و زنگ زدگی و پدیده کمانش کلی و موضعی سبب نگرانی طراحان گشته است. در این مقاله رفتار ستون های فولادی دوجداره پر شده با بتن مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور، پس از اطمینان از صحت مدلسازی در نرم افزار ABAQUS و تطابق نتایج آن با نتایج آزمایش ها که نشان دهنده صحت روش اجزا محدود در تحلیل ستونهای CFDST می باشد، مدل های مورد نیاز ساخته شد. برای مدلسازی ستونهای دایروی، اشکال هندسی مختلفی برای لوله فولادی داخلی در نظر گرفته شد. اشکال مربعی، X شکل و + شکل برای برای لوله فولادی داخلی انتخاب شد. همچنین از مقطع لوله U-PVC برای مدلسازی مقطع لوله داخلی در ستون ها استفاده شد تا بتوان میزان تاثیر جنس ستون های داخلی را در ظرفیت باربری مقطع تعیین کرد. میزان تاثیرگذاری شکل مقطع و نسبت ابعاد ستون های داخلی بر ظرفیت باربری و کرنش مقطع بررسی شد. مشاهده شد که بیشترین ظرفیت باربری متعلق به ستون های فولادی پر شده با بتن با شکل ستون داخلی X بودند. همچنین بیشترین کرنش در ستون با شکل مربعی بود. بعلاوه با افزایش ابعاد ستون های داخلی، صرفنظر از شکل ستون، ظرفیت باربری ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد. نرخ افزایش ظرفیت باربری به ازای افزایش ابعاد در نمونه های + و X بیشتر از نمونه مربعی می باشد. همچنین نمونه مربعی می تواند به دلیل بهره مندی از هندسه مناسب و متقارن، فضای بیشتری از ستون خارجی را پوشش داده و ظرفیت باربری یکسانی با ابعاد ستون داخلی بیشتر و مصرف بتن کمتر فراهم نماید.

کلیدواژه ها:

ستون فولادی پر شده با بتن ، شکل پذیری ، مقاومت ، کمانش