بررسی آزمایشگاهی ستون‌های فولادی شش ضلعی پر شده با بتن ساده و الیافی تحت بار فشاری خارج از مرکز

به علت مزایای مناسب ِ سازه‌ای ستون‌های فولادی پر شده با بتن (cft) ، توجه به آن‌ها به‌صورت روزافزون در حال افزایش است. باوجود تحقیقات بسیار زیاد انجام‌شده در رابطه با این مقاطع همچنان در برخی موارد همانند شکل مقاطعی که کمتر متداول هستند و یا استفاده از انواع مختلف بتن، نیاز به پژوهش‌هایی در جهت تکمیل ضوابط و دستورالعمل‌های طراحی ضروری به نظر می‌رسد. پژوهش حاضر با رویکرد آزمایشگاهی به مطالعه‌ی رفتار ستون‌های فولادی پر شده با بتن تحت بار خارج از مرکز پرداخته است. در این پژوهش 8 نمونه ستون cft با مقطع شش‌ضلعی و با طول 150 سانتی‌متر تحت آزمایش قرارگرفته است. بتن مورداستفاده به‌عنوان هسته‌ی مقطع از نوع بتن ساده و الیافی بوده است. تغییر مکان‌ها در دو راستای محوری و جانبی ثبت شده و نمودار نیرو تغییر مکان برای تمامی نمونه‌ها رسم شده است. پارامترهایی نظیر ظرفیت باربری، شاخص شکل‌پذیری، جذب انرژی و سختی موثر مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفته است. بر اساس مقایسه‌ی نتایج مشخص شد در ستون‌هایی که تنها تحت بار محوری خالص می‌باشند، افزایش مقاومت هسته‌ی بتنی به‌طور قابل‌توجهی ً %50 مقاومت هسته‌ی بتنی سبب افزایش ظرفیت باربری نمو‌نه‌ها را افزایش می‌دهد به‌طوری‌که افزایش حدودا ً %20 ظرفیت باربری می‌شود؛ اما با ایجاد لنگر و افزایش آن از تاثیر مقاومت بتن به‌شدت کاسته می‌شود. بر حدودا اساس نتایج نمونه‌های پر شده با بتن الیافی توانایی بیشتری در حفظ سختی موثر از خود نشان می‌دهند. همچنین به نظر می‌رسد وجود الیاف در بتن بر شاخص‌های شکل‌پذیری و جذب انرژی تاثیرگذار است.

Experimental investigation on hexagonal steel tubular columns filled with plain and fiber reinforced concrete under eccentric compression load

Due to the advantages of Concrete Filled Tube columns (CFT), their attention is increasingly on the rise. Despite the great research done in these sections, in some cases, as in the case of less frequent sections or using different types of concrete, the need for research to complete the design criteria and guidelines seems necessary. The present study was conducted with an experimental approach to study the behavior of CFT columns under eccentric load. In this study, 8 CFT columns with a hexagonal crosssection of 150 cm in length were tested. Concrete used as the core of the samples was simple concrete and fiber concrete. The displacements in two directions of the longitudinal and lateral has been recorded and the forcedisplacement diagram for all samples in both directions has been drawn. Parameters such as bearing capacity, ductility index, energy dissipation and effective hardness have been analyzed and compared. Based on the comparison of the results, it was found that in columns that are only under axial load, the increase in concrete core strength significantly increases the bearing capacity of the specimens, so that an increase of about 50% of the concrete core strength causes an increase of about 20% of the loaded capacity of the specimen; However, by increasing the bending moment, the effect of concrete core resistance is greatly reduced. Also, it was found that specimens filled with fiber concrete have a greater ability to maintain effective hardness. It also seems that the presence of fibers in concrete affects the ductility and energy dissipation parameters.