بررسی رفتار کمانشی ستون های فولادی سرد نورد شده با مقطع مرکب تحت اثر آتش

در سال های اخیر، استفاده از اعضای فولادی سرد نورد شده(Cold-formed steel (CFS)) به عنوان اعضای سازه ای باربر در ساختمان های مسکونی و تجاری رواج گسترده ای پیدا کرده است. تحقیقات اندکی در مورد رفتار در برابر آتش ستون های CFS وجود دارد. مخصوصا ستون های CFS با مقطع مرکب (Built-up section) که بیشتر در ساختمان سازی متداول هستند، کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، استانداردهای طراحی سازه های فولادی سرد نورد شده موجود، ضوابط طراحی کافی برای طراحی در برابر آتش ستون های CFS ارائه نداده اند. بنابراین در این مقاله، به بررسی رفتار کمانشی ستون های CFS با مقطع مرکب تحت بار محوری در دماهای بالا با استفاده از روش عددی پرداخته شده است. همچنین امکان استفاده از روش مقاومت مستقیم (DSM) در ارزیابی ظرفیت باربری ستون های مرکب در دماهای بالا مورد بررسی قرار گرفته است. از روش تحلیل عددی با استفاده از نرم افزار عناصر محدود ABAQUS برای ارزیابی رفتار مدل ها استفاده شده است. پس از مدل سازی عددی و صحت سنجی آن با استفاده از نتایج آزمایشات انجام یافته، به انجام مطالعات پارامتریک برای بررسی چگونگی تاثیر پارامترهای مختلفی از قبیل ضخامت مقطع و نوع فولاد در رفتار کمانشی ستون های CFS در دماهای بالا پرداخته شده است. ظرفیت باربری نهایی ستون های CFS با استفاده از نمودارهای بار-تغییرمکان محوری حاصل از تحلیل های عددی استخراج شده و مودهای خرابی نمونه ها نیز بدست آمده و مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از روش مقاومت مستقیم نیز ظرفیت باربری ستون های CFS با مقطع مرکب بدست آمده و با مقادیر بدست آمده از تحلیل های عددی مقایسه شده است. نتایج نشان داد که روش DSM ظرفیت باربری نهایی ستون ها را خیلی نزدیک به مقادیر بدست آمده از روش تحلیل عددی و البته کمی بیشتر بدست می دهد. استفاده از فولاد پرمقاومت به جای فولاد کم مقاومت، باعث افزایش ظرفیت باربری نمونه ها در دماهای مختلف شده است، اگرچه مقدار افزایش خیلی هم قابل ملاحظه نیست.

کلیدواژه ها:

ستونهای فولادی سرد نورد شده ، مقاطع مرکب (Built-up) ، رفتار در برابر آتش ، مطالعه عددی ، روش مقاومت مستقیم