پديد آورندگان :
محمدابراهيم زاده سپاسگزار، صالح دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل، بابل، ايران , نقي پور، مرتضي دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل - دانشكده مهندسي عمران، بابل، ايران , نعمت زاده، مهدي دانشگاه مازندران - دانشكده مهندسي و فناوري - گروه مهندسي عمران، مازندران، ايران
كليدواژه :
لوله فولادي پر شده با بتن , اتصال ستون به فونداسيون , سختي سازه , طول مدفون شدگي , تجزيه و تحليل اجزاء محدود
چكيده فارسي :
در اين مقاله به تجزيه و تحليل عددي رفتار اتصال ستون CFST مدفون شده در فونداسيون تحت بارگذاري تركيبي محوري-خمشي پرداخته شده است. ابتدا مدل اجزاء محدود پيشنهادي توسط نتايج آزمايشگاهي تحقيقات قبلي تحليل و مقايسه شده كه نتايج نشان داد كه آسيب موضعي، الگوهاي خرابي و منحني هيسترزيس با هم مطابقت داشتند. در ادامه مطالعه دقيق پارامتريك براي ارزيابي رفتار چرخهاي اتصال CFST مدفون شده در فونداسيون با متغيرهاي قطر به ضخامت طول مدفون شدگي، مقاومت فشاري بتن و نحوه اتصال ستون CFST به فونداسيون انجام شده است. بر اساس نمودارهاي هيسترزيس حاصل شده از مطالعه پارامتريك مدل‌هاي عددي، مقادير شاخص‌هاي سختي، مقاومت، شكل‌پذيري و انرژي براي نمونه‌ها محاسبه و مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج مطالعه نشان داد با استفاده از مدل اجزاء محدود پيشنهادي، در اتصال ستون CFST به فونداسيون با صفحه ستون نسبت به ستون CFST در حالت مدفون رفتار چرخهاي ضعيف‌تري حاصل شده است. علاوه بر اين، استفاده از سخت‌كننده‌ها در پاي ستون مدفون در فونداسيون نسبت به حالت بدون سخت كننده رفتار هيسترزيس بهتر و با استهلاك انرژي بالاتري را از خود نشان داده است. با افزايش مقاومت بتن، تغييرات در حلقه‌هاي نمودار هيسترزيس، مقاومت جانبي و سختي جانبي، عملكرد شكل‌پذيري و اتلاف انرژي تجمعي نيز افزايش كمي داشته است. حالت‌هاي آسيب در اتصال ستون CFST به فونداسيون داراي صفحه ستون، در حالت مدفون شده بدون سخت كننده و با سخت كننده ديسكي، بصورت شكستگي لوله فولادي در پاي ستون است. آسيب در حالت اتصال ستون CFST مدفون شده با سخت كننده طولي، بصورت ترك خوردگي قطري بتن روي فونداسيون است. افزايش ضخامت لوله فولادي و شرايط مدفون شدگي ستون CFST با سخت كننده اثر مثبتي بر روي حلقه‌هاي هيسترزيس اتصال CFST به فونداسيون ايجاد كرده و اين نوع اتصال توانسته است مقاومت جانبي، سختي جانبي، شكل پذيري و انرژي تجمعي اتلافي را به طور قابل توجهي بهبود بخشد.
چكيده لاتين :
In this paper, a finite element analysis of the behavior of embedded CFST columns to the foundation under
axial-lateral combined loading. First, the proposed finite element model is compared and analyzed by the
experimental results of previous research, which showed that the local damage, failure patterns and hysteresis
curves were consistent. A detailed parametric study to evaluate the cyclic behavior of embedded CFST
columns to the foundation with the characteristics, the ration diameter to thickness, embedded length,
compressive strength and connection conditions CFST column to the foundation. Based on the parametric
study, the values of stiffness, strength, ductility and energy for the studied specimen have been calculated. The
results showed that using the proposed finite element model, weak cyclic behavior for CFST connection to the
foundation in the conditions of connection with the base plate and better cyclic behavior for the CFST column
and its connection to the foundation in the embedded conditions is obtained. In addition, the hysteresis
behavior of the CFST column connection with the embedded stiffener plate is much better than the embedded
connection without the stiffener. The rings stiffener of the hysteresis diagram changes compact condition with
increasing concrete strength. In addition, lateral strength, lateral stiffness, ductility performance and
cumulative energy dissipation also increased in compact specimens with increasing confine concrete. The
failure modes of the CFST connection to the foundation with the base plate are the same as the embedded
connection mode without the stiffener and with the ring stiffener. The failure modes in these three modes are
from the connection as a tearing steel pipe at the end of the column. In the case of an embedded connection
with a longitudinal stiffener, it is a diagonal crack of the concrete on the foundation. Lateral strength, lateral
stiffness, ductility performance, and cumulative energy also increase with increasing steel pipe thickness.
CFST column burial conditions with hardeners have a positive effect on the hysteresis rings of CFST
connection to the foundation, and this type of connection has been able to significantly improve lateral
strength, lateral stiffness, ductility and dissipative cumulative dissipation energy.
