مطالعه آزمایشگاهی مدول الاستیسیته ستون‌های کوتاه فولادی محصورشده در بتن مسلح حاوی الیاف فولادی

Abstract

امروزه استفاده از ستون های مرکب بتن و فولاد به‌ سرعت در حال گسترش می باشد. از این رو اهمیت مطالعه بر روی این نوع ستون ها، عوامل مؤثر بر آن ها و ارائه راهکارهایی به منظور ارتقاء عمکرد این ستون ها، بسیار مهم تلقی می شود. مدول الاستیسیته یک عامل کلیدی برای تخمین تغییر شکل ساختمان ها و اعضای سازه ای است. شناخت مدول الاستیسیته ستون‌های فولادی تقویت ‌شده بتنی حاوی الیاف فولادی و علی الخصوص تغییرات رفتاری آن ها در طی اعمال بار محوری از موضوعات مهم و قابل بررسی می باشد. این مقاله سعی دارد مدول الاستیسیته چهارگانه ستون‌های فولادی تقویت ‌شده بتنی حاوی الیاف فولادی را مورد ارزیابی قرار دهد. برای نیل به این هدف، تعداد 36 نمونه ساخته شد و انواع مختلف مدول الاستیسیته شامل مدول الاستیسیته اولیه، مدول الاستیسیته سکانتی، مدول الاستیسیته نقطه تسلیم و مدول الاستیسیته نقطه اوج مورد بررسی قرار گرفتند. متغیرهای تحقیق شامل نوع شکل نیمرخ فولادی (اعم از H شکل و C شکل)، کسر حجمی الیاف فولادی (0%، 75/0% و 25/1%) و فاصله خاموت ها (40، 65 و 130 میلی‌متر) می باشد. نتایج نشان داد که مدول الاستیسیته ستون های فولادی محاط شده در بتن از شکل فولاد داخل آن تاثیر می پذیرد. بدین صورت که مدول الاستیسیته ستون‌ها با مقطع H شکل بیشتر از ستون‌ها با مقطع C شکل بود که علت آن محصورشدگی بیشتر در این نوع مقاطع می‌باشد. همچنین، افزایش درصد الیاف فولادی در بتن این نوع ستون‌ها می‌تواند علاوه بر افزایش شکل‌پذیری، مدول الاستیسیته ستون را به طور متوسط تا 6 درصد افزایش دهد. علاوه بر این، فاصله خاموت ها تاثیر بسیار چشم گیری بر روی مدول الاستیسیته این نوع ستون‌ها دارد به طوری که با افزایش فاصله خاموت ها مدول الاستیسیته ستون‌ها به ‌شدت کاهش (در حدود 35 درصد) می یابد.