عملکرد ستون های فولادی مدور پر شده با بتن در برابر بارهای حرارتی

ستون های فولادی مدور پر شده با بتن ، سیستمی متشکل از بتن مسلح به عنوان هسته داخلی و فولاد به عنوان جداره خارجی است. ستون های فولادی پر شده با بتن نوعی از ستون های مرکب می باشند، که به دلیل مزایای فراوانی که نسبت به ستون های بتن آرمه و فولادی دارند، استفاده از آن ها، مخصوصا در ساختمان های بلند در سال های اخیر رواج زیادی پیدا کرده است. از جمله این مزایا می توان به سادگی نصب و اجرا، مسایل اقتصادی، حذف هزینه های قالب بندی، عملکرد خوب در مقابل نیروهای لرزه ای، مقاومت بیشتر با حجم کم تر و شکل پذیری بالا اشاره نمود. مدل اجزای محدود سه بعدی با استفاده از نرم افزار ABAQUS توسعه داده شده تا عملکرد حرارتی ستون های فولادی پر شده با بتن مورد مطالعه قرار گیرد. آنالیز در دو مرحله تحلیل انتقال حرارت و مکانیکی انجام شده است. مدل سازی عناصر محدود برای یافتن تاثیر پارامترهای کلیدی بر ظرفیت باربری ستون، در معرض حرارت استاندارد ISO-834 قرار گرفته است. پارامترهای مورد نظر شامل زمان حرارت، مقاومت فشاری بتن، ضخامت جداره فولادی، قطر مقطع ستون و شکل مقطع می باشد و مهمترین نتایج بدست آمده، ظرفیت باربری ستون با افزایش زمان اعمال حرارت، کاهش می یابد. کاهش قطر مقطع ستون به اندازه ی 50 میلی متر، موجب کاهش ظرفیت باربری ستون در معرض حرارت حدود 5/22 درصد می-گردد. با کاهش قطر مقطع، سختی ستون نیز کاهش می یابد. کاهش ضخامت جداره ی فولادی به اندازه ی 44/0 میلی متر، ظرفیت باربری ستون در حدود 3 درصد کاهش می یابد و کاهش ضخامت جداره بر سختی ستون تاثیری ندارد. با تغییر شکل مقطع ستون، نتیجه می گیریم که ستون با مقطع دایره ای مقاومت بیشتری نسبت به ستون با مقطع مربعی در معرض حرارت دارد.

کلیدواژه ها:

ستون CFST ، عملکرد حرارتی ، روش اجزا محدود ، آنالیز غیرخطی ، ظرفیت باربری