تحلیل ستونهای فولادی جدار نازک پرشده با بتن توسط روش اجزای محدود

تحلیل ستونهای فولادی جدار نازک پرشده با بتن توسط روش اجزای محدود غیرخطی

عمادی جلیل*

* دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اردستان


مقاطع فولادی پرشده با بتن به دلیل عملکرد مناسب در برابر بارهای لرزه ای و اقتصادی بودنشان دامنه کاربرد فراوانی را درسازه های مهندسی عمران به خود اختصاص داده اند. در این تحقیق ابتدا به صورت تحلیلی، رفتار ستونهای مختلط بر اساس برخی تحقیقات نظری و آزمایشات از قبل انجام شده بررسی شده، سپس به بررسی رفتار غیرخطی مدل سه بعدی مقاطع فولادی جدار نازک پرشده با بتن توسط روش اجزای محدود پرداخته و با مقایسه نتایج حاصله از روش اجزای محدود با نتایج تحقیقات آزمایشگاهی، مدل اجزای محدود کالیبره شده است. پس از اطمینان از صحت عملکرد مدل اجزای محدود، از آن بررسی نمونه هایی که از آنها مدل آزمایشگاهی انجام نشده استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل با نتایج حاصل از روش طرح LRFD مقایسه شده تا عملکرد این روش مشخص شود. با توجه به کاربرد روز افزون مصالح با مقاومت بالا در طراحی و اجرای سازه ها، اثرات افزایش مقاومت فولاد و بتن و تغییرات ضخامت جداره فولادی در عملکرد این ستونها مورد بررسی قرار گرفته است. در مدل کردن ستون از المان مکعبی برای هسته بتنی، المان پوسته برای پروفیل فولادی و همچنین از المان تماسی بین هسته و پوسته برای در نظر گرفتن پیوستگی بین فولاد و بتن استفاده شده است. همچنین برای در نظر گرفتن خواص غیرخطی از مدل سخت شوندگی سینماتیکی در تحلیل استفاده شده است.