مطالعه پارامتریک عوامل موثر بر ظرفیت باربری ستون های بتنی مسلح شده با فولاد(SRC) تحت بار خارج از مرکز

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 سازه-دانشکده عمران- دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل- ایران

2 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

3 عمران- دانشکده مهندسی- دانشگاه مازندران- بابلسر- ایران

چکیده

ستونهای بتنی مسلح شده با فولاد SRC نوعی از ستونهای مرکب می باشند که به دلیل مزایای فراوانی که نسبت به ستونهای بتن آرمه و فولادی تنها دارند، استفاده از آنها رواج زیادی پیدا کرده است. در این تحقیق جهت بررسی برخی از عوامل موثر بر ظرفیت باربری انها تحت بار خارج از مرکز، یک مطالعه عددی با نرم افزار آباکوس انجام شد که مدل المان محدود ایجاد شده با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی گردید. در مجموع 39 ستون برای مطالعه پارامتریک تحلیل گردیدند که متغیرهای هندسی و مصالح از قبیل درصد فولاد سازه ای، نسبت لاغری ستون، نسبت خروج از مرکزیت نیرو، مقاومت فشاری بتن و فاصله میلگردهای عرضی در ظرفیت باربری ستونهای مورد بررسی قرار گرفتند و بر اساس مقادیر محاسبه شده، نمودارهای نیرو- تغییرمکان محوری، نیرو- تغییرمکان جانبی و نیرو- لنگرخمشی ترسیم گردیدند به طوری که با افزایش درصد فولاد سازه ای و کاهش فاصله بین میلگردهای عرضی، شاخص شکل پذیری افزایش یافته اما با کاهش فاصله بین میلگردهای عرضی، ظرفیت باربری ستون بصورت جزئی افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Parametric Study of Factors Affecting the Bearing Capacity of Steel Reinforced Concrete (SRC) Under Eccentric Loading

نویسندگان [English]

  • Mohsen Ahmadi 1
  • Morteza Naghipour 2
  • Mahdi Nematzadeh 3
1 Civil Eng. Dept., Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 Civil Eng. Dept., Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
3 Faculty of Eng., Mazandaran University, Babolsar, Iran
چکیده [English]

Due to the numerous advantages of the steel reinforced concrete (SRC) as a kind of composite columns, over the reinforced concrete and steel columns, its use has been widespread in recent years, especially in high-rise buildings. In these columns, due to the presence of steel profiles in the reinforced concrete, the buckling of the steel components is delayed or does not occur, which would significantly increase the bearing capacity of the cross-section. In this research, a numerical study was carried out with the aid of ABAQUS software to investigate some of the factors affecting the load capacity of SRC columns under eccentric loading. A finite element model was validated with the experimental results. A total of 39 SRC columns were analyzed for parametric study. Geometric and material variables such as steel ratio, slenderness column ratio, eccentric loading ratio, compressive strength, and stirrup spacing were evaluated on the bearing capacity of the SRC columns. Also, based on the calculated values, the axial and lateral load-displacement, and axial load-bending moment curves were plotted. The results showed that with the increase in the steel ratio and the reduction of the distance between the stirrups, the ductility index increased while with the reduction of the distance between the stirrups, the bearing capacity of the column increased slightly. Moreover, with the increase of the eccentricity, the bearing capacity of the columns is significantly reduced and the slope of the descending branch of lateral load-displacement decreases gradually. Moreover, if the column has less slenderness, the axial load-displacement curve has a more initial slope and with increasing slenderness, the lateral load-displacement has more nonlinear behavior due to increased second-order deformation. In addition, the axial load and stiffness of the composite column are significantly affected by the concrete compressive strength. The results also indicated that with increasing the eccentricity, the bearing capacity of the composite columns is reduced.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composite column، SRC
  • Bearing capacity
  • Eccentric Loading