مطالعه‌ي عددي رفتار حرارتي ستون هاي فولادي پر شده با بتن به همراه پوشش حرارتي منبسط شونده IFC

Numerical Study of Thermal Behaviour of Concrete Filled Steel Tube Columns protected with Intumescent Fire Coating

خطر بالقوه آتش‌سوزي يكي از پديده‌هاي مهمي است كه مي‌تواند باعث خسارت به سازه شود. بنابراين، براي ستون ها به عنوان اجزاي باربر اصلي يك سازه كه به دلايل ايمني نياز به مقاومت كافي در برابر آتش دارند، اضافه كردن پوشش محافظ آتش امري ضروري است. در اين پژوهش تأثير پوشش رنگ منبسط شونده روي توزيع دما در مقطع و زمان مقاومت در برابر آتش ستون‌هاي فولادي پر شده با بتن كه مناسب مناطق با لرزه خيزي بالا و ساختمان هاي بلند هستند، مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور ابتدا مدل اجزاي محدود يك ستون فولادي پر شده با بتن تحت اثر آتش استاندارد ايزو 834، طبق داده‌هاي آزمايشگاهي موجود، تهيه و تحليل شده است. پس از صحت سنجي نتايج بدست آمده از مدل اجزاي محدود در مقايسه با داده هاي آزمايشگاهي، نمونه هاي مختلفي از ستون هاي با مقاطع دايره، مستطيل، مربع و بيضي به صورت محافظت شده، بر اساس آيين نامه ي فولاد ايران طراحي و توسط نرم افزار اجزاي محدود آباكوس مدل سازي و تحليل شده است. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد پوشش رنگ منبسط شونده باعث افزايش مدت زمان تاب آوري در برابر آتش ستون هاي فولادي پر شده با بتن با سطح مقطع دايره، مربع، مستطيل و بيضي به ترتيب به ميزان، 2/2، 3/3، 4/14 و 3/36 برابري نسبت به نمونه هاي مذكور بدون پوشش محافظتي شده است.

The potential danger of fire is one of the important phenomena that may cause Irreparable damages the structure. Therefore, add fire protection is essential for columns as the main components of a structure that require sufficient fire resistance for increase in safety. In this study, the effect of expandable paint coating on the temperature distribution at the cross section and time of fire resistance of concrete-filled steel columns that are suitable for high seismic areas and tall buildings have been studied. For this purpose, in first step the finite element model of a steel column filled with concrete under ISO 834 standard fire was prepared and analyzed according to available laboratory data. After validation of the results from the finite element model in comparison with the laboratory data, various specimens of columns that protected with Intumescent Fire Coating and with circular, rectangular, square and oval sections, designed according to the Iranian Steel Code and has been modeled and analyzed by Abacus finite element software. The results show that the expandable paint coating increases the fire resistance of concrete-filled steel columns with circular, square, rectangular and oval cross sections by 2.2, 3.3, 4.14 and 3.36 equality has been afforded to those without protective cover.