مطالعه عددی رفتار چرخه‌ای اتصال ستون CFST مدفون شده در فونداسیون

Abstract

در این مقاله به تجزیه و تحلیل عددی رفتار اتصال ستون CFST مدفون شده در فونداسیون تحت بارگذاری ترکیبی محوری-خمشی پرداخته شده است. ابتدا مدل اجزاء محدود پیشنهادی توسط نتایج آزمایشگاهی تحقیقات قبلی تحلیل و مقایسه شده که نتایج نشان داد که آسیب موضعی، الگوهای خرابی و منحنی هیسترزیس با هم مطابقت داشتند. در ادامه مطالعه دقیق پارامتریک برای ارزیابی رفتار چرخه‌ای اتصال CFST مدفون شده در فونداسیون با متغیرهای قطر به ضخامت طول مدفون شدگی، مقاومت فشاری بتن و نحوه اتصال ستون CFST به فونداسیون انجام شده است. بر اساس نمودارهای هیسترزیس حاصل شده از مطالعه پارامتریک مدل‌های عددی، مقادیر شاخص‌های سختی، مقاومت، شکل‌پذیری و انرژی برای نمونه‌ها محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مطالعه نشان داد با استفاده از مدل اجزاء محدود پیشنهادی، در اتصال ستون CFST به فونداسیون با صفحه ستون نسبت به ستون CFST در حالت مدفون رفتار چرخه‌ای ضعیف‌تری حاصل شده است. علاوه بر این، استفاده از سخت‌کننده‌ها در پای ستون مدفون در فونداسیون نسبت به حالت بدون سخت کننده رفتار هیسترزیس بهتر و با استهلاک انرژی بالاتری را از خود نشان داده است. با افزایش مقاومت بتن، تغییرات در حلقه‌های نمودار هیسترزیس، مقاومت جانبی و سختی جانبی، عملکرد شکل‌پذیری و اتلاف انرژی تجمعی نیز افزایش کمی داشته است. حالت‌های آسیب در اتصال ستون CFST به فونداسیون دارای صفحه ستون، در حالت مدفون شده بدون سخت کننده و با سخت کننده دیسکی، بصورت شکستگی لوله فولادی در پای ستون است. آسیب در حالت اتصال ستون CFST مدفون شده با سخت کننده طولی، بصورت ترک خوردگی قطری بتن روی فونداسیون است. افزایش ضخامت لوله فولادی و شرایط مدفون شدگی ستون CFST با سخت کننده اثر مثبتی بر روی حلقه‌های هیسترزیس اتصال CFST به فونداسیون ایجاد کرده و این نوع اتصال توانسته است مقاومت جانبی، سختی جانبی، شکل پذیری و انرژی تجمعی اتلافی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

[1] Concrete Filled Steel Tube