ستون CFT

 
 

 

پر کردن بتن داخل ستون نه تنها موجب افزایش ظرفیت باربری مقطع فولادی می‌شود، بلکه سختی جانبی آنها را ارتقا می‌بخشد که از نظر کنترل تغییر مکان نسبی طبقات (Drift) بسیار مفید است. ضمنا وجود بتن در هسته مقطع موجب مقاومت ستون در برابر حریق نیز می‌گردد. پر کردن بتن داخل ستون نه تنها موجب افزایش ظرفیت باربری مقطع فولادی می‌شود، بلکه سختی جانبی آنها را ارتقا می‌بخشد که از نظر کنترل تغییر مکان نسبی طبقات (Drift) بسیار مفید است. ضمنا وجود بتن در هسته مقطع موجب مقاومت ستون در برابر حریق نیز می‌گردد.

ستون CFT

 

 

ستون‌های CFT ستون‌های پر شده با بتن (Concrete Filled Tube) هستند که دارای خصوصیات عالی از جمله مقاومت کششی بالا، شکل پذیری بالا و ظرفیت جذب انرژی بالا می‌باشند. علاوه بر افزایش قابل توجه ویژگی­های سازه­ای، ستون‌های CFT می­تواند زمان ساخت را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد. تحقیقات مختلفی راجع به ستون­های CFT در سال‌های اخیر صورت گرفته است.

پوسته فولادی به عنوان مقاوم کننده طولی و عرضی عمل می‌کند. همچنین پوسته فشار محصورشدگی برای بتن فراهم می‌کند که بتن را تحت تنش در تمام جهات قرار می­دهد. به عبارت دیگر پوسته فولادی، هسته بتنی را تقویت می‌کند. این می­تواند از کمانش لوله فولادی جلوگیری کند و پایداری و مقاومت کششی ستون فولادی را افزایش دهد. شکل زیر اثر محصورشدگی بتن در ظرفیت باربری آن را نشان می‌دهد. در ستون‌های CFT محل قرار گیری جدار فولادی در پیرامون مقطع، یعنی جایی که تنش‌های خمشی و کششی مؤثر تر هستند، باعث افزایش قابل توجه در سختی و مقاومت مقطع می‌شود.

 

—-
 
 

تاریخچه ستون‌های HSS و CFT :
ستون‌های مرکب دایروی در سال ۱۸۹۷ اختراع شده بود و در برخی از ساختمان‌ها و پل‌های قرن بیستم استفاده گردید. تحقیقات گسترده روی رفتار مکانیکی این ستون‌ها در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ انجام شد(نؤلز، پارک). در دهه ۱۹۸۰ آزمایشات گسترده و مطالعات تئوری روی بهبود لرزه ای ستون‌های CFT و روی رفتار مکانیکی ستون‌های CFT پرشده با بتن پرمقاومت انجام شد. (رینجن، جویس، وارمر و ژنگ(. در نیمه بعدی دهه ۱۹۸۰ تکنولوژی پمپ کردن بتن و توسعه بتن پرمقاومت، استفاده از ستون‌های CFT در ساختمان‌های بلندمرتبه را ممکن کرد. از اواخر دهه ۱۹۸۰ ساختمان‌های بلندمرتبه زیادی در آمریکا، ژاپن، استرالیا و چین ستون‌های CFT را به عنوان یکی از المان‌های اصلی سازه برای مقاومت در برابر زلزله استفاده کردند.که بلندترین آنها ساختمان SEG Plaza با ۷۲ طبقه و ۲۹۳ متر ارتفاع از زمین و قرار گرفته در شن ژن چین بود. تقریباً همه تحقیقات و برنامه‌های ستون‌های CFT، ستون‌های یک جداره پرشده با بتن هستند.

آیا CFT مورد تایید است؟
خوشبختانه از سال ۸۷ تاکنون در مبحث ۱۰ مقررات ملی ایران روش‌های طراحی این نوع ستون‌ها مطرح شده است و در ویرایش اخیر این آئین نامه، برخی موارد نظیر نسبت عرض به ضخامت مقطع CFT فشرده لرزه ای نیز مطرح گردیده است. آئین نامه‌های AISC و یوروکد ۴ نیز به تفصیل به این موضوعات پرداخته است. ضمنا آئین نامه ژاپن AIJ منبع بسیار ارزشمندی، خصوصا در طراحی اتصالات مورد نیاز این سیستم می‌باشد. مقاطع نورد شده فولادی مورد استفاده در این سیستم طبق استاندارد DIN10219 در کشور تولید می‌شود و برخی تولیدکنندگان داخلی موفق به اخذ گواهینامه فنی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن گردیده اند.

اتصالات تیر به ستون
اتصالات ساده تیر به ستون‌های CFT تفاوت عمده ای با مباحث متداول ندارد. مباحث تکمیلی، خصوصا اتصال بادبندها و اتصالات ساده با ورق میان گذر را در AISC-DG24 می‌توان یافت. اتصالات صلب در قاب‌های خمشی ویژه و متوسط

 
 

شامل ورق‌های سخت کننده تحت عنوان ورق پیوستگی (Continuity Plate) مقابل بال‌های فشاری و کششی تیر می‌باشد که در ستون‌های CFT به صورت دیافراگم پیرامونی مطابق شکل ذیل اجرا می‌شود که سختی و شکل پذیری بیشتری در مقایسه با دیافراگم‌های داخلی دارد. همچنین حذف جوشکاری داخل ستون امکان نظارت بیشتر بر کیفیت جوشکاری را فراهم می‌کند. 

مزایای ستون‌های CFT :
ظرفیت تحمل بار محوری و خمش عالی.
مقاومت جذب انرژی خاصیت نرمی‌(شکل پذیری) زیاد.
افزایش مقاومت بتن به دلیل محصور شدگی
بار بحرانی در کمانش (سختی بیشتر).
مقاومت برشی بالاتر.
نگهداشتن قالب برای هسته بتنی.
حفاظت سطح بتن از آسیب
اقتصادی بودن نسبت به ستون­های فولادی و بتنی. (کیلوگرم مصرف آهن در هر مترمربع)
زمان ساخت کم تر.
حمل و نقل آسان تر.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

انسانی؟!؟! * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.