بررسی اثر نسبت بار استاتیکی بر ظرفیت باربری حرارتی ستون های مرکب دارای مقاطع فولادی مدفون در بتن مسلح

مقاومت ساختمان ها در برابر آتش امروزه یکی از بزرگترین چالش های پیشرو می باشد. با رواج استفاده از اعضای مرکب در ساختمان های بلند مرتبه و با اهمیت به دلیل ظرفیت باربری و شکل پذیری بهتر این اعضا، بررسی مقاومت این المان های سازه ایی در برابر آتش یک مسیله حیاتی می باشد. این مقاله به بررسی ستو ن های مرکب با اشکال ویژه با در نظر گرفتن زیبایی و استفاده بهینه از فضای معماری در ساختمان ها در شرایط آتش سوزی پرداخته است. تعداد 18 نمونه مقطع ستون در سه شکل صلیب، L و T در نرم افزار آباکوس مدل سازی شد. به منظور مدل سازی شرایط واقعی، شرایط تکیه گاهی دو انتهای ستون بصورت گیردار مدل شد و از کشش حرارتی در راستای محور طولی ستون در مواجه با افزایش دما جلوگیری بعمل آمد. نمونه ها در دو نسبت فولاد 69/5 و78/7 و درصد های بار استاتیکی 2/0 ،3/0 و 4/0 درصد ظرفیت باربری اصلی ستون به مدت 60 دقیقه در معرض آتش استاندارد ایزو 834 قرار گرفتند. پارامترهای تغییر شکل محوری ستون، عکس العمل تکیه گاهی پای ستون، توزیع دما در مقطع عرضی و در طول ستون اندازه گیری شدند. اثر کاور بتن، اثر شکل، اثر نسبت بار و اثر نسبت فولاد در دما و زمان و بار بحرانی مورد بررسی قرار گرفتند. در نتایج بدست آمده مشاهده شد نسبت بار با زمان و بار بحرانی نسبت معکوس دارد و نسبت فولاد با زمان و بار بحرانی نسبت مستقیم دارد. سختی محوری ایجاد شده در اثر سازه و المان های مجاور موجب کاهش زمان و بار بحرانی می شود. با بررسی تغییر شکل محوری مقاطع مشاهده شد مقطع صلیب شکل به نسبت دو شکل دیگر و مقطع L شکل در مقایسه با T شکل عملکرد بهتری دارد.

کلیدواژه ها:

ستون مرکب ، نسبت بار استاتیکی ، بارگذاری حرارتی ، آباکوس