بررسی و ارزیابی لوله های فولادی مدفون در بتن و محصورشده با بتن مسلح تحت بارگذاری محوری

هر استفاده از ستون های مرکب به دلیل همکاری مناسب و توأم بتن و فولاد در بسیاری از سیستم های سازه ای در سرتاسر جهان در حال افزایش است. در این مقاله نوع جدیدی از ستون های مرکب فولادی-بتنی (ce-cfst)، یعنی لوله های فولادی دایروی که در بتن مدفون و با بتن مسلح محصور می شوند، مورد ارزیابی قرار گرفته اند. 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 مطالعه حاضر 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 مدل سازی، اطمینان حاصل شده است. هم چنین اثر پارامترهای مختلف مؤثر از جمله نسبت قطر به ضخامت لوله فولادی و ارتفاع نمونه ها و تأثیر این پارامترها بر نمودار بار محوری-کرنش محوری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که کاهش نسبت قطر به ضخامت لوله فولادی در نمونه های مرکب، باعث افزایش مقاومت نهایی ستون ها شد. هم چنین اثر ارتفاع، بسته به نوع کمانش (کلی یا موضعی)، بر مقاومت این ستونها قابل ملاحظه است.