بررسی عملکرد ستون های فولادی-بتنی محاط شده با بتن ECC تحت بار محوری و خمشی

ستون های بتن مسلح تقویت شده با مقاطع فولادی (SRC) با محصور شدگی جزیی یا کامل مقطع فولادی در بتن مسلح (RC)، به دلیل مزایای خود در مقایسه با ستون های RC معمولی توجه فراوانی را به خود جلب کرده است. در این پژوهش هدف اصلی مطالعه استفاده از مصالح نوین سیمان کامپوزیتی مهندسی (ECC) به جای بتن معمول و حالات مختلف محصور شدگی کامل و جزیی مقطع فولادی در مصالح ECC است. نوع تقویت برای فولاد تقویت کننده داخلی یکسان و به حالت تک I شکل مدفون کامل در ECC در نظر گرفته شده است. شبیه سازی ستون های ECC مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام شده است. جهت بررسی عملکرد محوری و خمشی نمونه های مورد مطالعه از نمودار نیرو-جابجایی و نمودار اندرکنش نیروی محوری-لنگرخمشی استفاده شده است. پارامترهای مورد بررسی در این مطالعه مقاومت فشاری ECC و درصد میلگرد طولی در نظر گرفته شده است. بارگذاری نمونه ها در حالت محوری فشاری برای خروج از مرکزیت ۰، ۲۵، ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰ میلیمتر و بارگذاری خمشی بصورت تیر در حالت خمش ۴ نقطه اعمال گردید که برای بررسی پارامتریک ۳۰ مدل عددی مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج بررسی های انجام شده نشان داد با تغییر مقاومت فشاری ۴۰، ۶۰ و ۸۰ مگاپاسکال، میانگین بیشترین مقدار، کاهش سختی ۲۶ درصد، کاهش مقاومت ۳۳/۳۶ درصد و کاهش شکل پذیری ۶۷/۱۶ درصد حاصل شده است. بیشترین تاثیر میزان محصورشدگی تقویت کننده فولادی و قطر میلگرد طولی ستون SRECC بر روی شاخص مقاومت بوده است و در نمودار اندرکنش نیروی محوری-لنگرخمشی ناحیه کششی را بیشتر تحت تاثیر قرار داده است و درصد تغییرات شاخص ها در این ناحیه نسبت به ناحیه فشاری بیشتر بوده است. به طور میانگین تغییر هر یک از شاخص های سختی، مقاومت و شکل پذیری با تغییر پارامتر مقاومت فشاری ECC به ترتیب ۴۸، ۶۹ و ۹ درصد حاصل شده است که اهمیت رفتار فشاری ECC در نمودار اندرکنش نیروی محوری-لنگرخمشی را نشان داده است.