مطالعه عددی توزیع درجه حرارت در ستون های CFT با ابعاد متفاوت و توسعه محدودیت ابعاد ستون در رابطه محاسبه زمان حریق در ستون های CFT

رفتار ستون های CFT در برابر حریق کمتر مورد توجه قرار گرفته است و عمدتا همانند ستون های فولادی با آن ها برخورد می شود. این درحالی است که برخلاف ستون های فولادی که حداکثر ۳۰ الی ۴۰ دقیقه قادر به تحمل حریق هستند، ستون های CFT می توانند تا ۲ ساعت حریق را تحمل نمایند. راهنمای طراحی شماره ۱۹ از آیین نامه فولاد آمریکا و ویرایش پنجم مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، دستورالعملی برای محاسبه زمان قابل تحمل ستون های CFT در برابر حریق پیشنهاد می دهند که در صورت محاسبه، معمولا بخش قابل توجهی از ستون های سازه از پوشش محافظت کننده در برابر حریق بی نیاز می باشند. بااین حال عمدتا این محاسبات نادیده گرفته شده و برای تمامی ستون های CFT از پوشش محافظت کننده در برابر حریق استفاده می شود که این موضوع علاوه بر افزایش ابعاد ستون منجر به افزایش هزینه ها نیز خواهد شد. یکی از مهمترین دلایل این امر، دامنه محدود ابعاد ستون هایی است که طبق این دستورالعمل محاسبه می شوند. طبق این روابط، ستون‎های مربعی با بعد ۳۰ سانتی متر و ستون های دایره ای با قطر ۴۰ سانتی متر حداکثر ابعاد مجاز در روابط هستند. در مقاله حاضر با بهره گیری از تحلیل های حرارتی اجزای محدود در ستون های CFT با ابعاد مختلف، توزیع درجه حرارت نقاط مختلف مقطع ستون مطالعه شده است. براساس نتایج این تحلیل ها می توان نشان داد که چنان چه ستونی با ابعاد و طول مشخص، در تمامی ابعاد به میزان یکسان بزرگنمایی شود، مدت زمان قابل تحمل حریق در ستون CFT افزایش می یابد. علت این موضوع آن است که مطابق نتایج، هر لحظه پس از وقوع حریق، درصد افت سختی و مقاومت در هر یک از نقاط در مقطع بزرگنمایی شده نسبت به نقطه متناظر آن در مقطع مبنا، کاهش می یابد و لذا در مدت زمان یکسان پس از وقوع حریق، افت سختی و مقاومت در مقطع بزرگنمایی شده کمتر است و درنتیجه مدت زمان بیشتری قادر به تحمل حریق می باشد.