بررسي آزمايشگاهي ستو ن هاي فولادي شش ضلعي پر شده با بتن ساده و اليافي تحت بار فشاري خارج از مركز

Experimental Investigation on Hexagonal Steel Tubular Columns Filled with Plain and Fiber Reinforced Concrete under Eccentric Compression Load

به علت مزاياي مناسب سازه اي ستون هاي فولادي پر شده با بتن (CFT)، توجه به آن ها به صورت روزافزون در حال افزايش است. باوجود تحقيقات بسيار زياد انجام شده در رابطه با اين مقاطع همچنان در برخي موارد همانند شكل مقاطعي كه كمتر متداول هستند و يا استفاده از انواع مختلف بتن، نياز به پژوهش هايي در جهت تكميل ضوابط و دستورالعمل هاي طراحي ضروري به نظر مي رسد. پژوهش حاضر با رويكرد آزمايشگاهي به مطالعه ي رفتار ستون هاي فولادي پر شده با بتن تحت بار خارج از مركز پرداخته است. در اين پژوهش 8 نمونه ستون CFT با مقطع شش ضلعي و با طول 150 سانتي متر تحت آزمايش قرارگرفته است. بتن مورداستفاده به عنوان هسته ي مقطع از نوع بتن ساده و اليافي بوده است. تغيير مكان ها در دو راستاي محوري و جانبي ثبت شده و نمودار نيرو - تغيير مكان براي تمامي نمونه ها رسم شده است. پارامترهايي نظير ظرفيت باربري، شاخص شكل پذيري، جذب انرژي و سختي موثر مورد تحليل و مقايسه قرار گرفته است. بر اساس مقايسه ي نتايج مشخص شد در ستون هايي كه تنها تحت بار محوري خالص مي باشند، افزايش مقاومت هسته ي بتني به طور قابل توجهي ظرفيت باربري نمو نه ها را افزايش مي دهد به طوري كه افزايش حدودا %50 مقاومت هسته ي بتني سبب افزايش حدودا %20 ظرفيت باربري مي شود؛ اما با ايجاد لنگر و افزايش آن از تاثير مقاومت بتن به شدت كاسته مي شود. بر اساس نتايج نمونه هاي پر شده با بتن اليافي توانايي بيشتري در حفظ سختي موثر از خود نشان مي دهند. همچنين به نظر مي رسد وجود الياف در بتن بر شاخص هاي شكل پذيري و جذب انرژي تاثيرگذار است

Due to the advantages of Concrete Filled Tube (CFT), attention to them is increasingly on the rise. In spite of the extensive 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 rules and guidelines seems necessary. The present study was conducted with an experimental approach to the study of CFT under Eccentric load. In this study, 8 CFT columns with a hexagonal cross section of 150 cm in length were tested. Concrete used as the core of the samples was plain and fiber concrete. The displacements in two directions been recorded and the force - displacement diagram for all samples 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 greater ability to maintain effective hardness. It also seems that the presence of fibers in concrete affects the ductility and energy dissipation parameters