بررسی رفتار کمانشی ستونهای فولادی سرد نورد شده با مقطع مرکب تحت اثر آتش
نویسندگان
1 عضو هیات علمی،دانشگاه محقق اردبیلی ،دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران
2 هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی
3 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه محقق اردبیلی
doi
10.22065/jsce.2020.232335.2146چکیده
در سالهای اخیر، استفاده از اعضای فولادی سرد نورد شده(Cold-formed steel (CFS)) به عنوان اعضای سازهای باربر در ساختمانهای مسکونی و تجاری رواج گستردهای پیدا کرده است. تحقیقات اندکی در مورد رفتار در برابر آتش ستونهای CFS وجود دارد. مخصوصا ستونهای CFS با مقطع مرکب (Built-up section) که بیشتر در ساختمانسازی متداول هستند، کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، استانداردهای طراحی سازههای فولادی سرد نورد شده موجود، ضوابط طراحی کافی برای طراحی در برابر آتش ستونهای CFS ارائه ندادهاند. بنابراین در این مقاله، به بررسی رفتار کمانشی ستونهای 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 ستونهای مرکب در دماهای بالا مورد بررسی قرار گرفته است. از روش تحلیل عددی با استفاده از نرمافزار عناصر محدود ABAQUS برای ارزیابی رفتار مدلها استفاده شده است. پس از مدلسازی عددی و صحتسنجی 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 ستونهای CFS در دماهای بالا پرداخته شده است. ظرفیت باربری نهایی ستونهای CFS با استفاده از نمودارهای بار-تغییرمکان محوری حاصل از تحلیلهای عددی استخراج شده و مودهای خرابی نمونهها نیز بدست آمده و مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از روش مقاومت مستقیم نیز ظرفیت باربری ستونهای CFS با مقطع مرکب بدست آمده و با مقادیر بدست آمده از تحلیلهای عددی مقایسه شده است. نتایج نشان داد که روش DSM ظرفیت باربری نهایی ستونها را خیلی نزدیک به مقادیر بدست آمده از روش تحلیل عددی و البته کمی بیشتر بدست میدهد. استفاده از فولاد پرمقاومت به جای فولاد کم مقاومت، باعث افزایش ظرفیت باربری نمونهها در دماهای مختلف شده است، اگرچه مقدار افزایش خیلی هم قابل ملاحظه نیست.