بررسی رفتار ستون های فلزی پرشده با بتن به روش اجزاء محدود غیرخطی

اخیرا مقاطع فولادی پر شده با بتن به دلیل عملکرد مناسب در برابر بارهای لرزه یی، و نیز اقتصادی بودن آنها علاوه بر جلب توجه همگان در سازه های مهندسی عمران نیز کاربرد فراوانی یافته اند. در نتیجه آزمایش های گوناگونی در اکثر نقاط دنیا برای بررسی رفتار این ستون ها و تاثیر پارامترهای مختلف در رفتار آنها تحت بارگذاری های مختلف انجام شده، یا به سرعت در حال انجام است. در این تحقیق ابتدا به بررسی تحلیلی رفتار ستون های مختلط بر اساس برخی تحقیقات نظری و آزمایشات از قبل انجام شده پرداخته ایم و سپس رفتار غیرخطی مدل سه بعدی مقاطع فولادی جدار نازک پرشده با بتن را به روش اجزا محدود مورد بررسی قرار داده و با مقایسه ی نتایج حاصله از روش اجزاء‌ محدود و نتایج تحقیقات آزمایشگاهی، مدل اجزاء محدود واسنجی شده است. پس از اطمینان از صحت عملکرد مدل اجزاء محدود، از آن برای برسی نمونه هایی که از آنها مدل آزمایشگاهی تهیه نشده استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل با نتایج حاصل از روش irfd مقایسه شده تا عملکرد این روش مشخص شود. با توجه به کاربرد روزافزون مصالح با مقاومت بالا در طراحی و اجرای سازه ها، اثرات افزایش مقاومت فولاد و بتن و تغییرات ضخامت جداره ی فولادی بر عملکرد این ستون ها مورد بررسی قرار گرفته است. در مدل کردن ستون از المان مکعبی برای هسته ی بتنی، از المان پیوسته برای پروفیل فولادی و از المان تماسی بین هسته و پوسته برای در نظر گرفتن چسبندگی بین فولاد و بتن استفاده شده است. همچنین برای در نظر گرفتن خواص غیرخطی از مدل سخت شوندگی سینماتیکی در آنالیز استفاده شده است.