بررسي آزمايشگاهي رفتار ستون هاي مركب CFST

ستون‌هاي فولادي پرشده با بتن CFST، نوعي از ستون‌هاي مركب مي باشند كه به دليل مزاياي فراواني كه نسبت به ستون‌هاي بتن آرمه و فولادي دارند، استفاده از آ‌ن‌ها، مخصوصاً در ساختمان‌هاي بلند، در سال‌هاي اخير رواج زيادي پيدا كرده است. از جمله‌ي اين مزايا مي‌توان به: سادگي نصب و اجرا، مسايل اقتصادي، حذف هزينه هاي قالب بندي، عملكرد خوب در مقابل نيرو هاي لرزه‌اي، مقاومت بيشتر با حجم كم تر و شكل پذيري بالا اشاره نمود. در اين تحقيق، اثر تعدادي از پارامترهاي موثر در رفتار ستون‌هاي CFST از جمله نسبت بعد مقطع به ضخامت جدار فولادي D/t، نسبت طول به بعد مقطع عرضيL/D و شكل مقطع عرضي به صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار مي گيرند. در بررسي آزمايشگاهي اين ستون‌ها، 12 نمونه ستون با مقياس حدود 1:3 ساخته شده و تحت بار محوري فشاري توام با بارجانبي متناوب افزايش يابنده تا انهدام كامل ستون آزمايش شده و منحني هاي رفتاري نمونه ها ترسيم و مورد بررسي قرار مي گيرند. از لحاظ شكل مقطع عرضي، سه شكل: دايره، مربع و هشت ضلعي در نظر گرفته شده است تا شكل بهينه ازلحاظ رفتار تحت بارهاي متناوب، مشخص گردد. در تعدادي از نمونه??ها، ورق‌هاي سخت كننده در داخل ستون تعبيه شده است تا اثرات آن‌ها در رفتار اين نوع ستون‌ها مورد بررسي قرار گيرد. براساس نتايج آزمايشات، وجود ورق‌هاي سخت كننده در نواحي بحراني ستون، باعث بهبود رفتار ستون در چرخه هاي بارگذاري جانبي شده و شكل پذيري ستون را افزايش مي‌دهد؛ هم‌چنين رفتار ستون با مقطع عرضي به شكل دايره از لحاظ شكل پذيري و ظرفيت جذب انرژي، بهتر از مقطع هشت ضلعي و رفتار مقطع هشت ضلعي، بهتر از مقطع مربعي است.

Steel columns filled with concrete, so called CFST columns are kind of mega composite columns that poses greater mechanical and daynamic behavior. In recent years, due to this enhanced behavior, more and more are being used specially in tall structures. They also result in more cost effective and easy to construct structures. In order to study these columns, an experimental program was lunched to provide detailed properties. In doing so, 12 specimens with different cross sectional geometry and D/t ratios with a 1/3 scale were constructed and tested. Testing was performed under cyclic dynamic manner using actuators. It was obseved that, both mechanical and cyclic behavior of CFST colums were enhanced while some cross sectional shapes behavied even better meaning acoordingly, circular, ortagonal and squared. Also, it was resulted that much ductility was introduced to the columns when they were used as CFST columns. The set up and experimental program as well as test results are provided in this paper. Conclusions and comparisons are also provided in this paper in the forms of cyclic graphs.