بررسی رفتار عددی ستون‌های دوجداره فولادی پرشده با بتن و دارای باریک شدگی در طول تحت بار فشاری و جانبی

برای استفاده بهینه از ظرفیت ستون‌ها در طراحی سازه‌ها موقعیت قرارگیری فولاد تاثیر بسزایی در رفتار خمشی و محوری ستون دارد. کاربردهای روزافزون سازه‌های مرکب، هندسه جدیدی را برای ستونهای مرکب معرفی کرده است که ستون مرکب cfst دارای شکل مخروطی در راستای طولی می‌باشد. این ستون ها دارای شعاع متغیر در راستای طولی ستون است و شعاع در بالا و پایین ستون متفاوت می‌باشد. آئین‌نامه‌های مختلف در زمینه سازه های مرکب جزئیاتی در زمینه ظرفیت محوری و جانبی این ستون‌ها ارائه نداده است و نیاز به کارهای پژوهشی بیشتر در این زمینه است. در این پژوهشی ستون مرکب دوجداره فولادی (cfdst ) دارای شکل مخروطی در راستای طولی و هندسه مقطع دایره‌ای در نرم افزار اجزای محدود آباکوس مورد شبیه‌سازی قرار گرفته است. در گام اول برای صحت نتایج شبیه سازی، پژوهشی که در زمینه مقطع مرکب دارای شکل مخروطی در راستای طولی که بصورت آزمایشگاهی تست شده بود، مورد صحت سنجی قرار گرفت. در گام بعدی نمونه های مورد شبیه سازی در این پژوهش ساخته شد. تعداد نمونه های مورد بررسی در این پژوهش 15 مدل و پارامترهای مورد بررسی در مدل‌های عددی ارتفاع، ضخامت جداره خارجی و میزان تغییر باریک شدگی در راستای طولی در نظر گرفته شد. بارگذاری اعمالی به هر یک از نمونه ها بصورت محوری فشاری و جانبی و با استفاده از روش کنترل- جابجایی انجام گرفت. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد، مود گسیختگی در ستون دوجداره فولادی پرشده با بتن دارای شکل مخروطی در باریک‌شدگی 57/0 درجه در انتهای ستون و در تکیه‌گاه و در باریک‌شدگی 855/0 و 14/1 درجه در میانه ستون ایجاد می‌گردد. پارامتر باریک شدگی بر روی محل تشکیل مفصل پلاستیک، پارامتر ارتفاع بر روی مقدار بار کمانشی و پارامتر ضخامت لوله فولادی بر روی محصور شدگی و ظرفیت خمشی‌جانبی تاثیر بسزایی دارد.