بررسی و ارزیابی مقاومت نهایی لوله های فولادی مدفون در بتن و محصورشده با بتن مسلح

نوعی خاص از ستون های مرکب، ستون های CFST، یعنی لوله های فولادی پرشده بابتن، هستند که در آن لوله فولادی، محصورشدگی و در نتیجه افزایش سختی و مقاومت بتن را فراهم می کند در حالیکه بتن احتمال کمانش کلی و موضعی دیواره فولادی را کاهش می دهد. قاب فولادی مرکب مدفون در بتن (CE-CFST) نوعی سازه است که در آن فولاد، مانند فولاد Hشکل، لوله فولادی، نبشی فولادی و خرپاهای فولادی، برای به حداقل رساندن ابعاد سطح مقطع و بالابردن صلبیت و انعطاف پذیری، درون قاب بتن مسلح تعبیه شده است. در عمل قاب فولادی مرکب مدفون در بتن، به طور گسترده ای برای سازه های با دهانه بلند، بارگذاری سنگین و فوق العاده بالا مورد استفاده قرار گرفته است. در ستون های CE-CFST، در مقایسه با یک عضو معمولی CFST، لوله فولادی پرشده بابتن، مقاومت در برابر آتش و خوردگی، به دلیل حفاظت بتن مسلح بیرونی از CFST، بیشتر است. از طرفی با توجه به حضور CFST درونی، مقاومت و شکل پذیری اعضای مرکب، در مقایسه با اعضای بتن مسلح مرسوم افزایش یافته است. در این مقاله رفتار این ستون ها با استفاده از روش اجزاء محدود و برنامه ABAQUS بررسی شده است. برای اطمینان از درستی مدلسازی، نتایج تحلیل های عددی ستون های CE-CFST، با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده و از درستی مدلسازی، اطمینان حاصل شده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف موثر از جمله مقاومت فشاری بتن هسته، مقاومت فشاری بتن بیرونی و اثر خروج از محوریت بار و تاثیر این پارامترها بر نمودار بار محوری کرنش محوری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که افزایش مقاومت بتن، در نمونه های مرکب، باعث افزایش مقاومت نهایی ستون ها شد. همچنین اثر خروج از محوریت، بر مقاومت نهایی این ستون ها قابل ملاحظه است.

کلیدواژه ها:

ستون CFT ، ستون CFT مدفون در بتن ، مقاومت نهایی ، ABAQUS