پاسخ ستون های فولادی با مقطع جعبه ای در شرایط آتش سوزی

Abstract

با توجه به حساسیت خواص مکانیکی فولاد در برابر افزایش دما، بررسی اثرات آتش بر روی سازه‌های فولادی از اهمیتی دو ‌چندان برخوردار است. ستون‌ها به عنوان اجزای باربر اصلی یک سازه، می‌توانند به شدت در برابر آتش‌سوزی آسیب‌پذیر ‌باشند. در این تحقیق رفتار ستون‌های ثقلی فولادی با مقطع جعبه‌ای تحت اثر آتش مورد بررسی قرار گرفته است. این نوع از ستون‌ها در طراحی‌ سازه‌های فولادی معمول در ایران به طور عمده استفاده می‌شوند. در این تحقیق رفتار این ستون‌ها تحت اثر آتش توسط روش اجزای محدود بررسی شده است. بدین منظور ابتدا مدل اجزای محدود یک ستون فولادی طبق داده‌های آزمایشگاهی موجود، تهیه و مشابه نمونه آزمایشگاهی بارگذاری و تحلیلی شده است. پس از صحت‌سنجی نتایج حاصل از مدل‌ اجزای محدود در مقایسه با داده‌های آزمایشگاهی، نمونه‌های مختلفی از ستون‌های ثقلی با مقطع جعبه‌ای بر اساس آیین‌نامه فولاد ایران طراحی و توسط نرم‌افزار آباکوس مدل‌سازی و تحلیل شده است. اثر نسبت عرض به ضخامت ورق‌های ستون، نسبت بار و میزان لاغری بر مقاومت نهایی ستون مورد بررسی قرار گرفته و زمان دوام با استفاده از بارگذاری آتش استاندارد ایزو 834 بدست آمده است. نتایج نشان داد که افزایش نسبت‌ عرض به ضخامت و نسبت بار باعث کاهش زمان دوام می‌گردد و با افزایش دما میزان تأثیر نسبت عرض به ضخامت بر روی مقاومت نهایی ستون کاهش می‌یابد.