بررسی تئوری ستونهای فولادی پرشده با بتن تحت اثر بار محوری و بار جانبی متناوب

اخیرا مقاطع فولادی پرشده با بتن به دلیل عملکرد مناسب در برابر بارهای لرزه ای و اقتصادی بودنشان توجه همگان را به خود جلب کرده اند و دامنه کاربرد فراوانی را در سازه های مهندسی عمران به خود اختصاص داده اند. در نتیجه آزمایشهای گوناگونی در اکثر نقاط دنیا برای بررسی رفتار این ستونها و تاثیر پارامترهای متخلف در رفتار آنها تحت بارگذاری های مختلف انجام شده و یا به سرعت در حال انجام است . در این تحقیق ابتدا به صورت تحلیلی رفتار ستونهای مختلط براساس برخی تحقیقات تئوری 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 اجزا محدود پرداخته و با مقایسه نتایج حاصله از روش اجزا محدود با نتایج تحقیقات آزمایشگاهی ، با استفاده از روش سعی و خطا مدل اجزا محدود نسبت به نتایج ناشی از مطالعات آزمایشگاهی کالیبره گردیده است . پس از اطمینان از صحت عملکرد مدل اجزا محدود ، از آن برای بررسی نمونه هایی که از آنها مدل آزمایشگاهی انجام نشده است استفاده گردیده است . نتایج حاصله از تحلیل با نتایج حاصل از روش طرح ‏‎lrfd‎‏ مقایسه شده تا عملکرد این روش مشخص گردد. 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 فولادی در عملکرد این ستونها مورد بررسی قرار گرفته است . در مدل نمودن 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 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.