تاکید رئیس جمهور بر مشارکت بیشتر بانک‌های خصوصی در پرداخت تسهیلات مسکن

ادامه ...

Monday, 25 September , 2023
امروز : دوشنبه, ۳ مهر , ۱۴۰۲

اخبار ویژه »

شناسه خبر : 25719

ارسال

پرینتخانه » مقالات خارجی شهرسازی تاریخ انتشار : 10 ژوئن 2023 - 4:30 | 23 بازدید | ارسال توسط : shahrsaz

پایان نامه ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۴۹۹: عملکرد ساختاری دیوارهای کامپوزیت پروفیلی دو پوسته داخلی سفت شده با دهانه ها

ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۴۹۹: عملکرد ساختاری دیوارهای کامپوزیت پروفیلی دو پوسته داخلی سفت شده با دهانه ها | ۲۰۲۳-۰۶-۱۰ ۰۴:۳۰:۰۰ دسترسی آزادمقاله عملکرد ساختاری دیوارهای کامپوزیت پروفیلی دو پوسته سفت شده داخلی با دهانه توسط سلام جی هیلو ۱، محمد جی حمود ۱، علاء حسین الزهیری ۲، احمد دبلیو الزند ۳،*، ABMA Kaish ۳، […]

ساختمانها، جلد. 13، صفحات 1499: عملکرد ساختاری دیوارهای کامپوزیت پروفیلی دو پوسته داخلی سفت شده با دهانه ها

ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۴۹۹: عملکرد ساختاری دیوارهای کامپوزیت پروفیلی دو پوسته داخلی سفت شده با دهانه ها
| ۲۰۲۳-۰۶-۱۰ ۰۴:۳۰:۰۰

دسترسی آزادمقاله

عملکرد ساختاری دیوارهای کامپوزیت پروفیلی دو پوسته سفت شده داخلی با دهانه

توسط

^۱ ،

^۱،

^۲،

^۳،*،

^۳،

^۴،

^۵ و

Wan Hamidon W. Badaruzzaman

^۳

^۱

گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی-عراق، بغداد ۱۰۰۶۶، عراق

^۲

گروه مهندسی عمران، دانشگاه بغداد، بغداد ۱۰۰۷۱، عراق

^۳

گروه مهندسی عمران، دانشگاه ملی مالزی (UKM)، Bangi 43600، مالزی

^۴

گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه کربلا، کربلا ۵۶۰۰۱، عراق

^۵

گروه معماری و مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی چالمرز، ۴۱۲ ۹۶ گوتنبرگ، سوئد

نویسنده ای که مسئول است باید ذکر شود.

ساختمان ها ۲۰۲۳، ۱۳(۶)، ۱۴۹۹; https://doi.org/10.3390/buildings13061499 (ثبت DOI)

دریافت: ۸ مه ۲۰۲۳
/
بازبینی شده: ۸ ژوئن ۲۰۲۳
/
پذیرش: ۹ ژوئن ۲۰۲۳
/
تاریخ انتشار: ۱۰ ژوئن ۲۰۲۳

(این مقاله متعلق به شماره ویژه است مصالح پایدار برای ساخت و ساز و بازسازی ساختمان)

خلاصه

سیستم دیوار کامپوزیتی پروفیل دو پوسته (DSPCW) پر شده با مواد بتنی، به دلیل استحکام و شکل پذیری بالا، در سازه های مدرن مطلوب است. در این دیوار مرکب (DSPCW) ممکن است به دلایل مختلفی مانند دیوارهای باربری معمولی، نیاز به بازشوها باشد که می تواند منجر به کاهش ظرفیت باربری شود. بنابراین، برای جلوگیری از تغییر در هندسه، مواد و ضخامت این دیوار DSPCW، یک مفهوم سفت‌کننده داخلی جدید با ارائه ستون‌های لوله فولادی شکل‌دهی سرد (CFST) پیشنهاد شده است. برای این منظور، دو نمونه DSPCW در مقیاس کامل تحت بار محوری استاتیکی مورد آزمایش قرار گرفتند که یکی از آنها با اندازه دهانه بزرگ ساخته شده بود و با دو ستون CFST هشت ضلعی سفت شد، در حالی که دیگری بدون بازشو طراحی شد و به عنوان نمونه دیوار کنترل عمل کرد. . نتایج نشان داد که DSPCW سفت شده با بازشو به مقاومت باربری نهایی کمی کمتر (۹٫۴-٪) نسبت به نمونه دیوار کنترل، بدون کاهش در رفتار شکل‌پذیری دست یافت. علاوه بر این، چندین مدل المان محدود DSPCW برای بررسی پارامترهای اضافی که به طور تجربی آزمایش نشده‌اند، از جمله تأثیرات شکل ستون CFST تعبیه‌شده و انواع مختلف سخت‌کننده‌های داخلی به صورت طولی در داخل این ستون‌ها، تحلیل و طراحی شده‌اند. بررسی عددی تایید کرد که ستون CFST تعبیه شده با مقطع هشت ضلعی در مقایسه با اشکال شش ضلعی و مستطیلی به ترتیب حدود ۱۱% و ۱۸٫۴% کارآمدتر بود. علاوه بر این، استفاده از سخت‌کننده‌های فولادی داخلی برای لوله‌های تعبیه‌شده با T شکل، ظرفیت باربری محوری DSPCW را با دهانه کمی بالاتر از دیواره‌های سفت‌شده مربوطه با سایر اشکال سخت‌کننده بررسی‌شده (V شکل، U شکل، و L شکل) بهبود بخشید. ).

کلید واژه ها:

پروفیل دو پوسته; ورق فولادی پروفیل; دیوار کامپوزیت; دیوار فولادی پر از بتنی; فولاد فرم سرد; المان محدود

۱٫ معرفی

در سازه های ساختمانی، دیوارهای سنتی مانند بنایی یا دیوارهای باربر بتن آرمه به طور گسترده ای به عنوان سیستم های مقاوم در برابر بار محوری استفاده می شود. [۱,۲]. با این حال، سیستم دیوار کامپوزیت پروفیلی دو پوسته (DSPCW) که از دو ورق فولادی پروفیل شده (PSS) پر شده با بتن تشکیل شده است، به عنوان یک جایگزین کارآمدتر ظاهر شده است. [۳,۴,۵,۶]. علاوه بر این، PSS به عنوان قالب ثابت در طول ساخت و به عنوان یک سیستم مهاربندی برای قاب سازه در برابر بارهای محوری در طول سرویس عمل می کند. [۷,۸,۹,۱۰]. DSPCW نه تنها به عنوان یک عنصر باربر عمل می کند، بلکه به عنوان یک دیوار حائل و برشی عمل می کند و مزایای قابل توجهی از نظر عملکرد ساختاری و جذابیت زیبایی دارد. [۱۱,۱۲,۱۳,۱۴]. علیرغم مزایای فراوان، وجود بازشوها در DSPCW ها می تواند به طور قابل توجهی بر مقاومت بار محوری آنها تأثیر بگذارد و به طور بالقوه منجر به شکست زودرس شود. [۱۵].

استفاده از DSPCW ها در ساخت و ساز ساختمان در سال های اخیر به دلیل عملکرد عالی سازه ای و جذابیت زیبایی شناختی آن ها محبوبیت پیدا کرده است. [۱۶,۱۷]. به طور خاص، با افزایش استفاده از DSPCW، مطالعات تجربی، عددی و تحلیلی گسترده ای انجام شده است. تانگ و همکاران [۱۸] رفتار تحلیلی و عددی PDSCW ها را با صفحات نمای ظاهری که مجدداً وارد می شوند، در هنگام فشرده سازی غیرعادی مورد مطالعه قرار دادند. آنها همچنین یک رویکرد تحلیل مقطعی برای ایجاد رابطه NM برای PDSCWs تحت نیروهای فشاری و خمشی ایجاد کردند. محققان روش تحلیلی پیشنهادی خود و رابطه NM حاصل را قابل اعتماد و مناسب برای طراحی PDSCW با صفحات نمای پروفایلی مجدداً وارد کردند. در سال ۲۰۲۲، لی و همکاران. [۱۹] تحقیقاتی را برای بررسی رفتار فشاری نوع جدیدی از دیوار ساخته شده از صفحات فولادی موجدار کم عمق پر شده با بتن، همراه با ستون های فولادی مستطیلی که با بتن نیز پر شده اند، انجام داد. این تحقیق شامل آزمون‌های مقیاس کامل و مدل‌های عددی بود. مطالعات پارامتریک برای پیشنهاد فرمول هایی برای پیش بینی مقاومت دیوار انجام شد. این مطالعه نشان داد که فرمول ها در تعیین مقاومت دیوار در برابر فشار، نسبت باریکی معادل، ضریب پایداری و مقاومت مقطعی در فشار محوری قابل اعتماد هستند. وانگ و همکاران [۲۰] رفتار DSCW تحت فشار محوری را از طریق آزمون‌های مقیاس کامل و تحلیل تحلیلی مورد مطالعه قرار داد. DSCW ظرفیت حمل بار محوری بالا و شکل پذیری جابجایی رضایت بخش را با حالت شکست کمانش جهانی نشان داد. این مطالعه یک مدل FE غیرخطی و فرمول‌هایی را برای پیش‌بینی و محاسبه ظرفیت بار محوری DSCW پیشنهاد کرد که توسط آزمون و نتایج FEA تأیید شد. یک روش طراحی قابل اعتماد برای DSCW تحت بار محوری نیز پیشنهاد شد. وانگ و همکاران [۲۱] رفتار کمانش خمشی-پیچشی T-CDSCW های بارگذاری شده محوری را که از صفحات موجدار فولادی پر شده با بتن و پیچ های میانی با مقطع T تشکیل شده اند، بررسی کردند. هدف از این مطالعه توسعه فرمول‌های طراحی برای کمانش خمشی-پیچشی با انجام تحلیل‌های عددی و نظری رفتار الاستیک و غیرالاستیک T-CDSCWs بود. بر این اساس، ضریب کاهش قدرت ناپایداری خمشی-پیچشی در T-CDSCWs را می توان با در نظر گرفتن نسبت ارتفاع به ضخامت تار و نسبت باریکی پیچشی نرمال شده محاسبه کرد. این کشف مبنایی برای بررسی بیشتر در مورد ناپایداری جهانی T-CDSCWs تحت فشرده سازی و خمش ترکیبی فراهم می کند. علاوه بر این، فرمول های طراحی توصیه شده می توانند روند طراحی T-CDSCW های بارگذاری شده محوری را بهبود بخشند.

اهمیت بررسی اثرات دهانه ها بر رفتار مقاومت در برابر بار DSPCW ها را نمی توان اغراق کرد. اگرچه برخی از مطالعات این جنبه را در سیستم های دیوار کامپوزیتی مرتبط انجام شده توسط حسین و همکاران بررسی کرده اند. [۲۲]، مطالعه [۲۲] تمرکز بر رفتار مقاوم در برابر بار شکل جدیدی از سیستم دیوار کامپوزیتی دو پوسته سوراخ‌شده. این سیستم از دو پوسته ورق فولادی پروفیلی با پرکننده بتنی تشکیل شده بود. ۱۹ دیوار کامپوزیت تحت بارگذاری محوری مورد آزمایش قرار گرفتند و متغیرهای آزمایشی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفتند. این مطالعه نشان داد که تقویت کل مرز برای افزایش قدرت محوری بسیار مهم است. علاوه بر این، یک مدل نظری برای پیش‌بینی استحکام محوری در دیوارهای سوراخ‌شده و غیر سوراخ‌شده ایجاد شد و عملکرد مدل با مقایسه آن با نتایج تجربی تأیید شد. یافته های این مطالعه پیامدهای عملی برای طراحی و ساخت دیوارهای کامپوزیت دارای بازشو دارد.

تحقیقات محدودی به طور خاص بر روی DSPCW ها انجام شده است. بنابراین، این مطالعه با بررسی اثرات بازشوها بر رفتار بار محوری DSPCW ها و پیشنهاد روش هایی برای کاهش اثرات منفی آنها، این شکاف را پر می کند. علاوه بر این، اثربخشی تقویت DSPCW با ستون‌های لوله فولادی شکل‌دهی سرد (CFST) مورد بررسی قرار خواهد گرفت. برای دستیابی به این اهداف، دو نمونه DSPCW طراحی و مونتاژ شد که یک نمونه دارای یک دهانه و هر دو نمونه دارای ستون‌های CFST هشت ضلعی تعبیه‌شده بودند. آزمایش‌های تجربی بر روی این نمونه‌ها تحت بارهای محوری استاتیک انجام شد. علاوه بر این، مدل‌های المان محدود (FE) برای شبیه‌سازی نمونه‌های آزمایش‌شده و کشف پارامترهای اضافی که به‌طور تجربی مورد بررسی قرار نگرفته بودند، توسعه یافتند. [۲۳,۲۴]. این پارامترها شامل تأثیر اشکال مختلف سطح مقطع CFST تعبیه شده (هشت ضلعی، شش ضلعی و مستطیلی) و استفاده از سفت کننده های داخلی فولادی (L شکل، T شکل، V شکل و U شکل) برای تقویت CFST است. ستون ها.

با مطالعه حالت خرابی و ظرفیت باربری نهایی این مدل‌های DSPCW، هدف این تحقیق ارائه بینش‌های ارزشمندی در مورد رفتار و عملکرد DSPCW با دهانه‌ها و همچنین پیشنهاد ملاحظات و استراتژی‌های طراحی برای افزایش قابلیت‌های مقاومت در برابر بار است. به طور کلی، این مطالعه به یک شکاف تحقیقاتی قابل توجه در زمینه DSPCW ها می پردازد، به درک رفتار مقاوم در برابر بار آنها کمک می کند و مفاهیم عملی برای طراحی و ساخت دیوارهای کامپوزیتی با بازشو ارائه می دهد. یافته های این تحقیق به توسعه سازه های مقاوم تر و قابل اعتمادتر در حوزه ساخت و ساز ساختمان های مدرن کمک می کند. بر این اساس، این مطالعه نیاز به بررسی اثرات بازشوها بر رفتار بار محوری دیوارهای کامپوزیتی پروفیل دو پوسته (DSPCWs) را مورد توجه قرار می‌دهد. با بررسی رفتار DSPCW ها با دهانه ها و بررسی روش های تقویت آنها با استفاده از ستون های لوله فولادی شکل سرد تعبیه شده (CFST)، هدف این تحقیق افزایش قابلیت مقاومت در برابر بار DSPCW ها است. این یافته‌ها بینش‌های ارزشمند و مفاهیم عملی را برای طراحی و ساخت دیوارهای کامپوزیتی با دهانه‌ها ارائه می‌دهد که به توسعه ساختارهای مقاوم‌تر در ساخت‌وساز ساختمان‌های مدرن کمک می‌کند.

۲٫ رویکرد تجربی

۲٫۱٫ آماده سازی نمونه

نمونه های DSPCW در این تحقیق با استفاده از دو قطعه PSS که با پیچ و مهره متصل شده و با بتن پر شده ساخته شده اند. لوله های فولادی هشت ضلعی سرد شکل (CFSTs) با ضخامت ۱ میلی متر در داخل این PSS ها در سمت چپ و راست دیوار تعبیه شد که با بتن نیز پر شده بود. سطح مقطع قطعات فولادی (ستون های PSS و CFST هشت ضلعی) در نشان داده شده است شکل ۱. PSS مورد استفاده برای نمونه ها Trimdek Optima بود که توسط Bluescope Lysaght مالزی تولید شد. PSS ها دارای عرض، طول و ضخامت موثر به ترتیب ۱۰۸۰ میلی متر، ۲۲۰۰ میلی متر و ۰٫۵ میلی متر بودند. PSS ها رو به رو با فاصله ۲۰ میلی متری پیچ می شدند. پیچ ها به صورت افقی در فواصل ۱۹۰ میلی متر و به صورت عمودی در ۵۳۵ میلی متر از مرکز به مرکز ارائه می شوند، همانطور که در نشان داده شده است. شکل ۲.

نمونه کنترلی DSPCW، به نام “اکتبر”، شامل دو PSS پر شده با بتن و تقویت شده با دو CFST هشت ضلعی تعبیه شده بدون بازشو یا سفت کننده بود. نمونه دوم، به نام “Ope-Oct.”، مشابه نمونه شاهد (اکتبر) بود اما دارای دهانه مستطیلی به ابعاد ۹۶۰ × ۴۰۰ میلی متر بود. مقاطع و ارتفاعات نمونه ها در ارائه شده است شکل ۲a–c. پس از مونتاژ تمام قطعات، نمونه ها با بتن ریخته شده از بالا در مراحل پیوسته پر شدند. برای اطمینان از توزیع مناسب بتن در داخل نمونه ها از دستگاه ویبراتور الکتریکی استفاده شد. نمای سه بعدی و ابعاد کلی DSPCW در نشان داده شده است شکل ۳.

در نتیجه، رویکرد تجربی شامل ساخت نمونه‌های DSPCW با استفاده از ورق‌های فولادی پروفیلی (PSS) متصل با پیچ و مهره و پر شده با بتن بود. لوله های فولادی هشت ضلعی سرد شکل (CFST) در داخل PSS ها تعبیه شد و دو نوع نمونه تهیه شد: یکی بدون بازشو یا سفت کننده (کنترل) و دیگری با دهانه مستطیل شکل. بتن در نمونه ها ریخته شد و از توزیع مناسب با استفاده از دستگاه ویبراتور الکتریکی اطمینان حاصل شد. تنظیمات آزمایشی و جزئیات نمونه پایه ای برای تحلیل و بررسی بیشتر رفتار مقاوم در برابر بار سیستم DSPCW فراهم می کند.

۲٫۲٫ خواص مواد

در این مطالعه، بتن معمولی به عنوان ماده پرکننده برای نمونه‌های DSPCW با نسبت اختلاط ۱:۲:۳ استفاده شد. مقاومت فشاری بتن با ریخته‌گری و پخت سه مکعب (۱۵۰ میلی‌متر) به مدت ۲۸ روز تعیین شد که در نتیجه مقدار متوسط آن ۲۲٫۱ مگاپاسکال بود. علاوه بر این، سه مکعب آزمایش شده در زمان آزمایش نمونه به استحکام ۲۵٫۰ مگاپاسکال دست یافتند. برای اندازه‌گیری‌های کششی و مدول الاستیسیته، سه نمونه استوانه‌ای (۱۵۰ میلی‌متر × ۳۰۰ میلی‌متر) تهیه شد که به‌ترتیب مقادیر متوسط ۳٫۳ مگاپاسکال و ۲۲٫۴۵۷ گیگا پاسکال را تولید کردند.

مقاطع فولادی با شکل سرد (PSS و لوله های هشت ضلعی تعبیه شده) مطابق با استانداردهای ASTM E8/E8M-2009 آزمایش شدند. [۲۵]. سه کوپن فولادی برش داده شد و تحت آزمایش کشش مستقیم قرار گرفت. تنش تسلیم متوسط PSS 597 مگاپاسکال، با استحکام نهایی ۶۱۵ مگاپاسکال، مدول الاستیسیته ۱۶۸۰۰۰ مگاپاسکال و کشیدگی ۱٫۲ درصد بود. به طور مشابه، لوله‌های هشت‌ضلعی تعبیه‌شده تنش تسلیم ۶۰۵ مگاپاسکال، استحکام نهایی ۶۲۲ مگاپاسکال، مدول الاستیسیته ۱۸۱۰۰۰ مگاپاسکال و کشیدگی ۱۰٫۶ درصد را نشان دادند. رابطه تنش-کرنش برای کوپن های کششی PSS ها و لوله های هشت ضلعی تعبیه شده در نشان داده شده است. شکل ۴یک و شکل ۴ب به ترتیب

در نتیجه، این بخش خواص مواد نمونه های DSPCW را تعیین می کند. بتن معمولی با نسبت اختلاط ۱:۲:۳ مقاومت فشاری ۲۲٫۱ مگاپاسکال و ۲۵٫۰ مگاپاسکال را نشان داد. مقاطع فولادی با شکل سرد (PSS و لوله های هشت ضلعی تعبیه شده) دارای تنش تسلیم ۵۹۷ مگاپاسکال و ۶۰۵ مگاپاسکال، استحکام نهایی ۶۱۵ مگاپاسکال و ۶۲۲ مگاپاسکال و مدول الاستیسیته به ترتیب ۱۶۸۰۰۰ مگاپاسکال و ۱۸۱۰۰۰ مگاپاسکال بودند. این یافته ها داده های اساسی را برای تجزیه و تحلیل رفتار ساختاری سیستم DSPCW فراهم می کند.

۲٫۳٫ تنظیم تست

مجموعه آزمایشی برای مطالعه تجربی شامل دو جزء اصلی بود: نمونه و قاب فولادی صلب ساخته شده از ستون‌های فولادی مقطع H و دو تیر با مقطع I عمیق. یک محرک بارگذاری، همراه با یک تیر صلب، برای انتقال بار به نمونه‌های DSPCW استفاده شد. یک نمایش شماتیک از تنظیمات نشان داده شده است شکل ۵. این راه‌اندازی شامل یک سلول بارگیری و یک محرک هیدرولیک ENERPAC مدل RRH6010 بود که قادر به اعمال حداکثر نیروی فشرده‌سازی ۱۸۰۰-۲۰۰۰ کیلونیوتن بود که در بالای نمونه‌ها قرار داشت. اندازه گیری جابجایی با استفاده از چهار LVDT (مبدل دیفرانسیل متغیر خطی) از نوع RDP Electronics ACT500A انجام شد. دو LVDT به صورت عمودی در زیر پرتو عمیق مقطع I (چپ و راست)، متصل به سلول بارگیری، و دو LVDT به صورت افقی در سمت چپ و راست نمونه ها قرار گرفتند تا جابجایی افقی را در طول آزمایش ثبت کنند. این دستگاه ها در آزمایشگاه ساختاری UiTM در مالزی موجود بودند. تنظیم آزمایشی برای مطالعه تجربی شامل یک نمونه و یک قاب فولادی صلب متشکل از ستون‌های فولادی مقطع H و تیرهای عمیق مقطع I بود. یک محرک بارگذاری و یک تیر صلب برای انتقال بار به نمونه های DSPCW استفاده شد. راه اندازی شامل یک سلول بارگیری و یک محرک هیدرولیکی ENERPAC، مدل RRH6010 بود. اندازه‌گیری‌های جابجایی با استفاده از چهار LVDT با قرار دادن استراتژیک به دست آمد. این اجزا در آزمایشگاه ساختاری UiTM-مالزی در دسترس بودند و اجرای موفقیت‌آمیز آزمایش‌های تجربی را تسهیل می‌کردند.

۳٫ بحث در مورد نتایج تجربی

۳٫۱٫ رابطه بار محوری در مقابل جابجایی

هر دو نمونه DSPCW تحت بارگذاری محوری با نرخ جابجایی ۰٫۵ میلی متر در دقیقه قرار گرفتند. اولین نمونه (اکتبر) به بار نهایی خود رسید (P_تو) ۱۴۷۳ kN با جابجایی ۱۱٫۰ میلی متر، همانطور که در نشان داده شده است شکل ۶. به طور مشابه، نمونه دوم (Ope-Oct.) به بار محوری نهایی خود ۱۳۳۸ کیلو نیوتن با جابجایی ۱۱٫۰ میلی متر دست یافت. رابطه بار-جابجایی نشان داد که وجود دهانه منجر به کاهش ۹٫۴ درصدی در بار محوری نهایی می‌شود، با نمونه اکتبر به ۱۴۷۳ کیلونیوتن در مقایسه با ۱۳۳۸ کیلونیوتن برای نمونه Ope-Oct.، همانطور که در خلاصه شده است. میز ۱. علاوه بر این، عملکرد سختی نمونه های DSPCW آزمایش شده را می توان از منحنی بار-جابجایی ارائه شده در شکل ۶.

۳٫۲٫ حالت های شکست

برای ارزیابی تاثیر دهانه ها بر رفتار ساختاری DSPCW، حالت های شکست نمونه ها به دقت مورد بررسی قرار گرفت. نمونه (اکتبر) یک حالت شکست را نشان داد که با ترک بتن، کمانش موضعی روی سطوح PSS، و کمانش کلی یکی از CFST های هشت ضلعی تعبیه شده مشخص می شود، همانطور که در نشان داده شده است. شکل ۷. این مشاهدات عملکرد ترکیبی مطلوبی را بین PSS و بتن پیشنهاد می‌کند، در حالی که عمل ترکیبی بین CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده تقریباً کامل است.

به طور مشابه، نمونه (Ope-Oct) حالت شکست بسیار مشابهی را با نمونه (اکتبر) نشان داد. ترک خوردگی بتن، کمانش موضعی روی سطوح PSS و کمانش کلی یکی از CFST های هشت ضلعی تعبیه شده را نشان داد، همانطور که در نشان داده شده است. شکل ۸. حالت شکست نهایی نمونه (Ope-Oct) نشان می‌دهد که وجود دهانه‌ها تأثیر قابل‌توجهی بر رفتار ساختاری DSPCWs تقویت‌شده با CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده از نظر شکست نهایی ندارد. با این حال، همانطور که قبلاً در شکل های بار / جابجایی محوری نشان داده شد، یک اثر منفی جزئی بر مقاومت بار محوری مشاهده شد. در نتیجه، نتایج تجربی نشان داد که وجود دهانه‌ها در DSPCW ها مقاومت بار محوری نهایی را تا ۹٫۴ درصد کاهش می‌دهد. با این حال، حالت‌های شکست نمونه‌ها (اکتبر و اوپ-اکتبر) مشابه باقی ماندند و ترک‌خوردگی بتن، کمانش موضعی روی سطوح PSS و کمانش کلی CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده را نشان دادند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که در حالی که دهانه‌ها ممکن است تأثیر جزئی بر مقاومت بار داشته باشند، رفتار ساختاری DSPCWs تقویت‌شده با CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده نسبتاً بی‌تأثیر باقی می‌ماند.

۴٫ رویکرد عددی

برای پیش بینی رفتار ساختاری DSPCW تقویت شده با CFST های هشت ضلعی تعبیه شده تحت بارگذاری محوری، یک رویکرد عددی با استفاده از نرم افزار ABAQUS/CAE به کار گرفته شد. مدل‌های المان محدود (FE) برای بررسی عوامل مختلف با هدف کاهش تأثیر منفی بازشوها بر مقاومت بار محوری دیوارها ساخته و تحلیل شدند. [۲۶,۲۷]. این مطالعه به طور خاص بر روی اثرات تغییر شکل مقطع CFST های تعبیه شده و ارائه پشتیبانی از CFST های تعبیه شده از طریق استفاده از انواع مختلف سخت کننده ها متمرکز بود. با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS/CAE، مدل‌های FE توانستند رفتار DSPCWs را شبیه‌سازی کنند و بینش‌های ارزشمندی را در مورد پاسخ آنها تحت بارگذاری محوری ارائه دهند. قابلیت‌های نرم‌افزار تحلیل و ارزیابی پیکربندی‌های مختلف طراحی را تسهیل می‌کند و امکان ارزیابی جامع تکنیک‌های تقویت‌کننده پیشنهادی را فراهم می‌کند.

۴٫۱٫ توضیحات مدل FE

در این مطالعه، چندین مدل المان محدود (FE) برای بررسی تاثیر شکل‌های مقطع لوله‌های فولادی پرشده با بتن تعبیه‌شده (CFSTs) و اثربخشی حمایت از این لوله‌ها با سخت‌کننده‌ها توسعه و تحلیل شدند. برای مطالعه راستی‌آزمایی، دو مدل FE ایجاد شد: یک مدل با CFST‌های هشت ضلعی تقویت شد و با عنوان Oct-FE برچسب‌گذاری شد، در حالی که دیگری با دهانه‌هایی برای مطابقت با نمونه‌های آزمایشی طراحی شد و با عنوان Ope-Oct-FE برچسب‌گذاری شد. چهارده مدل FE اضافی برای انجام یک مطالعه پارامتری تولید شد. همه مدل‌های FE در این مطالعه دارای ویژگی‌های مواد، تکنیک‌های تعامل، شرایط مرزی و اندازه مش‌بندی یکسانی بودند. قسمت های اصلی مدل DSPCW بدون/با بازشو در ارائه شده است شکل ۹ و شکل ۱۰.

هر دو مدل Oct-FE و Ope-Oct-FE از اعضای فولادی پیش تنیده دوگانه (PSS) تشکیل شده‌اند که با پیچ‌ها، مهره‌ها و جداکننده‌ها متصل شده‌اند، با بتن پر شده و توسط CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده سفت شده‌اند. مقاطع فولادی شکل‌دهی سرد (PSS و CFST) به عنوان عناصر پوسته مدل‌سازی شدند، در حالی که پرکننده بتن به عنوان عناصر جامد مدل‌سازی شدند. مواد همگن برای هر دو PSS و پرکننده بتن در نظر گرفته شد. این مدل‌های FE به عنوان مدل‌های کنترلی برای مطالعه پارامتری مورد استفاده قرار گرفتند.

مدل‌های مختلف FE طراحی و تجزیه و تحلیل شدند تا تأثیر شکل‌های مقطع CFST‌های تعبیه‌شده و تأثیر مثبت حمایت از لوله‌های تعبیه‌شده با سخت‌کننده‌ها را پوشش دهند. دو مدل FE برای مطالعه راستی‌آزمایی تولید شد: یکی DSPCW تقویت‌شده با CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده با برچسب Oct-FE، و دیگری با دهانه‌ای با برچسب Ope-Oct-FE طراحی شد تا با جزئیات نمونه‌های آزمایشی مطابقت داشته باشد. چهارده مدل FE دیگر برای پوشش مطالعه پارامتری تولید شد. همه مدل‌های FE در این مطالعه با خواص مواد، تکنیک‌های تعامل، شرایط مرزی و اندازه مشبک‌سازی یکسان طراحی شده‌اند.

در نتیجه، چندین مدل FE برای بررسی تاثیر شکل‌های مقطع لوله‌های فولادی پر شده با بتن تعبیه‌شده (CFST) و اثربخشی حمایت از آنها با سخت‌کننده‌ها توسعه داده شد. دو مدل FE (Oct-FE و Ope-Oct-FE) برای مطالعه تأیید ایجاد شد، و چهارده مدل اضافی برای یک مطالعه پارامتری تولید شد.

۴٫۲٫ عناصر، تعاملات، و شرایط مرزی

این بخش در مورد تخصیص عناصر، تعاملات و شرایط مرزی برای مدل‌های FE بحث می‌کند. مدل‌ها از دو PSS، CFST تعبیه‌شده، پرکننده بتن و دو صفحه نگهدارنده تشکیل شده‌اند: یکی در بالا برای اعمال بار محوری یکنواخت و دیگری در پایین برای عمل به عنوان تکیه‌گاه، همانطور که در شکل نشان داده شده است. شکل ۱۱. عناصر منشور مثلثی خطی (C3D6) برای پر کردن بتن و صفحات پشتیبانی که در آن مش بندی خودکار برای پوشش گوشه های پروفیل کافی نبود، استفاده شد. عناصر پوسته چهار ضلعی خطی (S4R) به PSS و CFST های تعبیه شده اختصاص داده شدند. شکل ۱۲ عناصر خطی به کار رفته در این مطالعه را به همراه نقاط ادغام آنها نشان می دهد. برای محاسبه سطوح تماس ناهموار، برهمکنش های مختلف با استفاده از رفتار مماسی، با فرمول اصطکاک انتخاب شده و ضریب اصطکاک ۰٫۵ تعیین شد. گزینه تماس سخت برای برهمکنش های سطحی PSS، CFST های تعبیه شده و پرکننده بتن استفاده شد. محدودیت‌های کراواتی برای تماس با سطوح داخلی CFST‌های تعبیه‌شده و پر کردن بتن استفاده شد.

محدودیت‌های گره‌ای برای اتصال سطوح PSS به یکدیگر و به ستون‌های CFST تعبیه‌شده، با ۳۰ مورد برای اتصال سطوح PSS از طریق بتن و ۲۰ مورد استفاده برای اتصال آنها به CFST تعبیه‌شده استفاده شد. از یک صفحه فولادی سفت و سخت در پایین مدل های FE استفاده شد تا به عنوان تکیه گاه برای اجزای دیوار عمل کند. وجه پایینی صفحه تکیه گاه جابجایی ها را در هر سه درجه آزادی مهار می کند و از تابع دامنه پلکانی صاف برای اعمال بار جابجایی به وجه بالایی صفحه بار استفاده می شود. در طول تجزیه و تحلیل، هیچ خطای مش بندی شناسایی نشد، و هر گونه هشدار بی اهمیت تلقی شد. المان‌های منشور مثلثی خطی (C3D6) برای صفحات پرکننده و تکیه‌گاه بتن استفاده شد، در حالی که عناصر پوسته چهارضلعی خطی (S4R) به PSS و CFST‌های تعبیه‌شده اختصاص داده شدند. فعل و انفعالات مختلف با استفاده از رفتار مماسی تعیین شد، و محدودیت های کراوات برای سطوح تماس به کار گرفته شد. محدودیت‌های گره‌ای برای پیوند سطوح PSS و ستون‌های CFST تعبیه‌شده استفاده شد.

۴٫۳٫ مدلسازی مواد

این مطالعه از دو ماده برای شبیه‌سازی مدل‌های FE در مرحله تحلیل عددی استفاده کرد: فولاد شکل‌دهی سرد برای PSSs و لوله‌های تعبیه‌شده و بتن معمولی برای مواد پرکننده. پلاستیسیته آسیب بتن (CDP) برای شبیه سازی رفتار مصالح بتن انتخاب شد، زیرا توصیه شده ترین گزینه در مطالعات قبلی بود. [۲۸,۲۹,۳۰,۳۱]. در ABAQUS/CAE، رفتار فشاری و کششی CDP در یک تابع جدولی ارائه می‌شود که نیاز به ورودی تنش فشاری دارد (σ_o) و کرنش الاستیک (

ه_{ج}^{~ من n}

). داده‌های تنش و کرنش فشاری باید به صورت مطلق (مثبت) و بر حسب پلاستیک ارائه شود.

ه_{ج}^{پ ل}

، غیر کشسان (

ه_{ج}^{من n}

) و کرنش الاستیک (

ه_{ج}^{ه ل}

) در مقابل تنش فشاری. رابطه تنش-کرنش نشان داده شده در شکل ۱۳ برای وارد کردن داده های جدولی برای هر دو مقاومت فشاری و کششی مصالح بتن استفاده شد که بر اساس همان مفهوم ارائه شده در این مقاله مجدداً طراحی شد. [۳۲]. مشخصات مواد بتن از کارهای تجربی ارائه شده قبلی وارد شده است.

برای مدل‌سازی PSS و CFST‌های تعبیه‌شده در آنالیز FE، خواص فولاد شکل‌دهی سرد از آزمایش‌های کوپن کششی به‌دست آمد و مقادیر تنش و کرنش اسمی را نشان می‌دهد. با این حال، ABAQUS/CAE از استرس واقعی استفاده می کند (

پ_{تی r تو ه}

) و کرنش پلاستیک (

ه_{من n}^{پ ل}

) برای تعریف مواد فولادی سرد شکل در نرم افزار. این مقادیر را می توان از داده های کوپن کششی با استفاده از دو معادله موجود در آن محاسبه کرد [۳۳]:

پ_{تی r تو ه} = پ_{n o متر} (۱ + ه_{n o متر})

(۱)

ه_{لوگاریتم}^{پ ل} = لوگاریتم (۱ + ه_{n o متر}) - \frac{پ_{تی r تو ه}}{E}

(۲)

جایی که $پ_{n o متر}$ استرس اسمی است، $ه_{n o متر}$ کرنش اسمی است و E مدول الاستیسیته است که از آزمایش کشش کوپن های فولادی شکل سرد بدست می آید.

بر این اساس، از گزینه پلاستیسیته آسیب بتن (CDP) که در نرم افزار ABAQUS موجود است، برای شبیه سازی رفتار مصالح بتن استفاده شده است. خواص فولاد شکل‌دهی سرد از آزمایش‌های کوپن کششی به‌دست آمد، و تنش واقعی و کرنش پلاستیک برای تعریف مواد فولادی سرد در ABAQUS/CAE استفاده شد.

۴٫۴٫ مطالعه همگرایی

برای اطمینان از دقت مدل های المان محدود (FE)، یک مطالعه همگرایی برای تعیین اندازه مش بهینه انجام شد. این مطالعه شامل تجزیه و تحلیل هشت اندازه مش مختلف و مقایسه نتایج آنها برای ارزیابی همگرایی محلول بود. هدف انتخاب اندازه مش بود که دقت و کارایی محاسباتی را متعادل کند. در این مطالعه از بار محوری نهایی به عنوان معیار همگرایی استفاده شد. به طور خاص، مدل‌های با ۳۵۰۳۴ و ۶۱۰۷۴ عنصر برای ارزیابی تأثیر اندازه مش بر خروجی تجزیه و تحلیل و مقایسه شدند. بارهای نهایی برای این دو اندازه مش به ترتیب ۱۵۱۲ کیلو نیوتن و ۱۵۱۶ کیلو نیوتن تعیین شد که نشان دهنده اختلاف درصد کمی است (نگاه کنید به شکل ۱۴).

مقایسه بین اندازه‌های مش مختلف نشان داد که تغییر در بار محوری نهایی حداقل است. این نشان می دهد که اندازه های مش انتخاب شده به اندازه کافی رفتار ساختاری DSPCWs تقویت شده با CFST های هشت ضلعی تعبیه شده تحت بارگذاری محوری را به تصویر می کشد. علاوه بر این، تلاش محاسباتی مورد نیاز برای مش ۳۵۰۳۴ عنصری به طور قابل توجهی کمتر از مش ۶۱۰۷۴ عنصری بود که مزایای صرفه جویی در زمان را بدون به خطر انداختن دقت نتایج ارائه می کرد.

علاوه بر این، سایر پارامترهای خروجی مانند جابجایی‌ها، تنش‌ها و حالت‌های شکست نیز در اندازه‌های مختلف مش مقایسه شدند. مشاهده شد که این پارامترها روندها و مقادیر مشابهی را در اندازه‌های مش مختلف نشان می‌دهند، که سازگاری و استحکام اندازه مش انتخابی را تأیید می‌کند. در نتیجه، مقایسه بین اندازه‌های مش مختلف نشان داد که اندازه مش انتخاب شده از ۳۵۰۳۴ عنصر نتایج دقیق با کارایی محاسباتی ارائه می‌دهد. تفاوت های ناچیز در پارامترهای خروجی بین اندازه های مختلف مش، کفایت اندازه مش انتخابی را برای گرفتن رفتار DSPCWs تحت بررسی تایید می کند.

۴٫۵٫ مطالعه تایید

برای تأیید صحت تحلیل FE ما، یک مطالعه تأیید جامع با مقایسه رفتار بار محوری پیش‌بینی‌شده مدل‌های DSPCW با نتایج تجربی مربوطه انجام شد. دو مدل FE، یعنی Oct-FE و Ope-Oct-FE، به ترتیب با همتایان تجربی خود، Oct-Exp و Ope-Oct-Exp مقایسه شدند. این مقایسه شامل تجزیه و تحلیل بار محوری در برابر پاسخ‌های جابجایی مدل‌های FE و مقایسه آنها با نتایج تجربی بود.

نتایج مطالعه تأیید سطح بالایی از دقت را در تجزیه و تحلیل FE نشان داد. مقادیر بار نهایی به‌دست‌آمده از Oct-FE و Oct-Exp به ترتیب ۱۵۱۲ کیلو نیوتن و ۱۴۷۳ کیلونیوتن بود که منجر به اختلاف درصد تنها ۲٫۶+% شد.شکل ۱۵یک و جدول ۲). به طور مشابه، مقادیر بار نهایی Ope-Oct-FE و Ope-Oct-Exp به ترتیب ۱۴۶۷ کیلو نیوتن و ۱۳۳۸ کیلو نیوتن با درصد اختلاف تنها ۱۲٫۴% بود.شکل ۱۵باند جدول ۲). این یافته ها نشان دهنده تطابق نزدیک بین پیش بینی های عددی و نتایج تجربی است. تفاوت‌های کوچک در درصد، دقت بالای مدل‌های FE ما را در ثبت رفتار بار محوری سیستم‌های DSPCW نشان می‌دهد.

در نمونه اکتبر، حالت شکست مشاهده شده با ترک بتن و به دنبال آن کمانش موضعی در سطوح PSS مشخص شد. پس از آن، کمانش کلی یکی از لوله‌های فولادی هشت ضلعی تعبیه‌شده با شکل سرد رخ داد. به طور مشابه، در نمونه Ope-Oct، حالت شکست با نمونه Oct منعکس می‌شود، که شامل ترک‌خوردگی بتن و به دنبال آن کمانش موضعی در سطوح PSS است که در نهایت منجر به کمانش کلی یکی از لوله‌های فولادی هشت ضلعی تعبیه‌شده با شکل سرد می‌شود. شکل ۱۶ تایید بصری حالت های خرابی مدل های DSPCW تحت بار استاتیک محوری را فراهم می کند. با این حال، مهم است که بر این نکته تأکید شود که شکست کلی کمانش قبلاً نشان داده شده است شکل ۸ در مرحله بارگذاری شدید و پس از اینکه دیوارهای آزمایش شده قبلاً به ظرفیت مقاومت نهایی خود رسیده بودند رخ داد. در همین حال، تجزیه و تحلیل مدل‌های FE مربوطه با رسیدن مدل‌ها به ظرفیت بارگیری متوقف شد. بنابراین، تنها حالت خرابی کمانش محلی قطعات PSS این مدل‌های FE به وضوح مشاهده شد (نگاه کنید به شکل ۱۶) و برخلاف کمانش سراسری، کمانش محلی واقعی را شبیه سازی کرد. بر اساس موارد فوق، این مطالعه با اطمینان نتیجه می‌گیرد که آنالیز FE پیشنهادی به دقت رفتار بار محوری نمونه‌های DSPCW آزمایش‌شده را پیش‌بینی می‌کند. این مطالعه تأیید بیشتر قابلیت اطمینان رویکرد عددی را در شبیه‌سازی رفتار ساختاری واقعی سیستم‌های DSPCW تحت بار محوری خالص تقویت می‌کند، زیرا مدل‌های FE ظرفیت بارگذاری دیوار را در مقایسه با نمونه‌های آزمایش شده در اکتبر، کمی بیش‌ازحد برآورد کرده‌اند. و به ترتیب Ope-Oct.

۵٫ مطالعه پارامتریک

یک مطالعه پارامتری برای بررسی راه‌هایی برای کاهش اثر باز شدن بر رفتار ساختاری سیستم DSPCW بر اساس انحراف استاندارد پایین (۱۰٪) مشاهده‌شده در مطالعه تأیید انجام شد. شکل‌های مقطعی مختلف CFST‌های تعبیه‌شده، و همچنین اثر مثبت حمایت از لوله‌ها با سفت‌کننده‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. این پارامترها برای برآورده کردن اهداف مطالعه انتخاب شدند و تمام نتایج FE با استفاده از یک فرمول نظری که بعداً در مقاله ارائه شد تأیید شد. مدل‌های Oct-FE و Ope-Oct-FE به عنوان مدل‌های کنترل برای مطالعه پارامتری بعدی مورد استفاده قرار گرفتند.

۵٫۱٫ اثر مقطع لوله جاسازی شده

به منظور بررسی تأثیر اشکال مقطع لوله‌های تعبیه‌شده بر مقاومت بار محوری سیستم DSPCW، سه مدل FE مختلف با شکل‌های مقطع مختلف (هشت ضلعی، شش‌ضلعی و مستطیلی) CFST‌های تعبیه‌شده طراحی شد. و تحلیل کرد. مدل ها Ope-Oct-FE، Ope-Hex-FE و Ope-Rec-FE نامگذاری شدند و سطح مقطع آنها با نمای جلو در شکل ۱۷.

این مطالعه اثر اشکال مقطعی مختلف CFST های تعبیه شده را بر مقاومت بار محوری سیستم DSPCW بررسی کرد. سه مدل FE مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند که دارای مقاطع عرضی هشت ضلعی، شش ضلعی و مستطیلی بودند. نتایج نشان داد که سطح مقطع هشت ضلعی بالاترین مقاومت بار محوری را ارائه می دهد و به دنبال آن اشکال شش ضلعی و مستطیلی قرار دارند. مدل Ope-Oct-FE بار محوری نهایی ۱۴۶۷ کیلو نیوتن را نشان داد، در حالی که مدل های Ope-Hex-FE و Ope-Rec-FE به ترتیب بارهای ۱۳۲۰ کیلونیوتن و ۱۲۳۹ کیلو نیوتن را داشتند. سطح مقطع هشت ضلعی مطلوب ترین عملکرد را نشان داد و یک راه حل طراحی بالقوه برای بهبود رفتار ساختاری سیستم های DSPCW ارائه داد، همانطور که در شکل ۱۸ و مقایسه شد در جدول ۳. این نتایج نشان داد که سطح مقطع هشت ضلعی CFST های تعبیه شده بالاترین مقاومت بار محوری را ارائه می دهد و به دنبال آن مقطع شش ضلعی و مستطیلی قرار می گیرد. بر این اساس، مدل DSPCW با ستون‌های CFST هشت ضلعی عملکرد کمی سفت‌تر (مقدار سختی بالاتر) نسبت به مدل‌های با ستون‌های CFST شش ضلعی و مستطیلی نشان داد.

۵٫۲٫ اثر لوله های هشت ضلعی تعبیه شده سفت شده با سفت کننده های فولادی

برای بهبود بار محوری نهایی و شکل‌پذیری سیستم DSPCW و کاهش اثر منفی باز شدن بر مقاومت بار محوری، این مطالعه پشتیبانی از CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده با سخت‌کننده‌ها را پیشنهاد می‌کند. چهار مدل FE طراحی و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت که با نام‌های Ope-Oct-L، Ope-Oct-T، Ope-Oct-U و Ope-Oct-V برچسب‌گذاری شدند تا DSPCW‌هایی را با دهانه‌های تقویت‌شده با CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده با L، T نشان دهند. سخت کننده های U و V به ترتیب. جزئیات این مدل های FE در ارائه شده است شکل ۱۹.

بارهای محوری نهایی مدل های Ope-Oct-L، Ope-Oct-T، Ope-Oct-U و Ope-Oct-V به ترتیب ۱۵۳۶ کیلو نیوتن، ۱۶۴۹ کیلو نیوتن، ۱۶۲۰ کیلو نیوتن و ۱۵۰۷ کیلو نیوتن بود و جابجایی ها به ترتیب ۱۵٫۵ میلی متر، ۱۵٫۳ میلی متر، ۱۴٫۷ میلی متر و ۱۴٫۷ میلی متر در مقایسه با جدول ۴. این بارهای محوری نهایی با بار محوری نهایی مدل Ope-Oct-FE (1467 کیلونیوتن) مقایسه شد و درصد انحراف به ترتیب ۷/۴+، ۴/۱۲+، ۴/۱۰+ و ۷/۲+ درصد محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد که CFST‌های هشت ضلعی تعبیه‌شده با سخت‌کننده‌های L، T، U، و V تأثیر مثبتی بر بار محوری نهایی و شکل‌پذیری سیستم DSPCW دارند. مدل Ope-Oct-T بالاترین مقاومت بار محوری نهایی را با درصد انحراف +۱۲٫۴ درصد نسبت به مدل کنترل ثبت کرد.

به طور کلی، این مطالعه پارامتری تأیید کرد که سفت کردن ستون‌های تعبیه‌شده مدل‌های DSPCW با سخت‌کننده‌های L، T، U، و V، بار محوری نهایی و عملکرد شکل‌پذیری آن‌ها را در مقایسه با مدل کنترل بهبود می‌بخشد. در میان آنها، مدل Ope-Oct-T بیشترین افزایش در بار محوری نهایی را با درصد انحراف +۱۲٫۴٪ نشان داد. این یافته‌ها اثربخشی استفاده از سفت‌کننده‌ها را برای افزایش عملکرد ساختاری سیستم DSPCW، ارائه راه‌حل‌های بالقوه برای کاهش تأثیر منفی دهانه‌ها و بهبود ظرفیت کلی باربری و ظرفیت تغییر شکل، برجسته می‌کند. علاوه بر این، تغییر نوع شکل سخت‌کننده فولادی، اثرات محدودی بر مقادیر سختی دیوار مرکب مورد مطالعه نشان داد، همانطور که از منحنی‌های بار-جابجایی مدل‌ها در تخمین زده می‌شود. شکل ۲۰.

۵٫۳٫ اثر لوله های شش گوش تعبیه شده سفت شده با سفت کننده های فولادی

برای بررسی اثر پشتیبانی از CFST های شش ضلعی تعبیه شده با سفت کننده های مختلف بر بار محوری نهایی و شکل پذیری سیستم DSPCW، چهار مدل FE مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این مدل‌ها Ope-Hex، Ope-Hex-L، Ope-Hex-T، Ope-Hex-U و Ope-Hex-V نام‌گذاری شدند که نمایانگر DSPCW با دهانه‌های تقویت‌شده با CFST‌های شش ضلعی تعبیه‌شده با پشتیبانی از L، T، U، و سخت کننده های V به ترتیب. جزئیات این مدل های FE در ارائه شده است شکل ۲۱.

بارهای محوری نهایی مدل‌های Ope-Hex، Ope-Hex-L، Ope-Hex-T، Ope-Hex-U و Ope-Hex-V 1320 کیلو نیوتن، ۱۵۰۱ کیلو نیوتن، ۱۵۴۵ کیلو نیوتن، ۱۵۲۶ کیلو نیوتن، و ۱۴۳۸ کیلو نیوتن بود. جابجایی ها به ترتیب ۱۰٫۷ میلی متر، ۱۳٫۴ میلی متر، ۱۴٫۱ میلی متر، ۱۳٫۹ میلی متر و ۱۲٫۹ میلی متر در مقایسه با جدول ۵. بارهای محوری نهایی با بار محوری نهایی مدل Ope-Hex (1320 کیلو نیوتن) مقایسه شد و درصد انحراف محاسبه شد. نتایج نشان داد که مدل پشتیبانی شده با سخت‌کننده‌های T (Ope-Hex-T) بالاترین بار محوری نهایی را با درصد انحراف +۱۷٫۰ درصد داشت. مدل‌های پشتیبانی شده با سخت‌کننده‌های L، U، و V نیز افزایش بار محوری نهایی را با درصد انحراف به ترتیب ۱۳٫۷+، ۱۵٫۶+ و ۸٫۹+ درصد نشان دادند.

شکل ۲۲ روابط بار محوری در مقابل جابجایی مدل‌های DSPCW با CFST‌های شش ضلعی تعبیه‌شده که اشکال سخت‌کننده فولادی متفاوتی دارند، ارائه می‌کند. به طور کلی، بررسی پشتیبانی از CFST های شش ضلعی تعبیه شده با سفت کننده های مختلف در سیستم DSPCW، پیشرفت های قابل توجهی را در بار محوری نهایی و شکل پذیری نشان داد. مدل‌های FE با سخت‌کننده‌های L، T، U، و V بارهای محوری نهایی را در مقایسه با مدل کنترل نشان دادند، با سخت‌کننده‌های T شکل بالاترین افزایش را نشان دادند. این یافته‌ها بر اثربخشی سخت‌کننده‌ها در افزایش عملکرد سیستم و کاهش تأثیر منفی دهانه‌ها بر مقاومت بار محوری تأکید می‌کنند. برای بهینه‌سازی مقاومت بار محوری سیستم DSPCW، استفاده از سخت‌کننده‌های T شکل توصیه می‌شود. علاوه بر این، هیچ تغییر قابل توجهی در عملکرد سختی مدل‌های دیوار با ستون‌های شش ضلعی CFST هنگامی که فقط شکل سخت‌کننده‌های فولادی تغییر کرد، ثبت نشد.

۵٫۴٫ اثر لوله های مستطیل شکل تعبیه شده سفت شده با سفت کننده های فولادی

در این مطالعه، اثر پشتیبانی از CFST های تعبیه شده مستطیلی با سخت کننده های مختلف بر روی بار محوری نهایی DSPCW با یک دهانه بررسی شد. چهار مدل FE، یعنی Ope-Rec-L، Ope-Rec-T، Ope-Rec-U، و Ope-Rec-V مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند که نشان دهنده DSPCW با دهانه هستند و با CFST های مستطیلی تعبیه شده با پشتیبانی از L، T تقویت می شوند. ، به ترتیب اشکال سخت کننده U و V. جزئیات این مدل های FE در ارائه شده است شکل ۲۳.

نتایج نشان داد که پشتیبانی از CFST های مستطیلی تعبیه شده با سفت کننده ها می تواند بار محوری نهایی سیستم DSPCW را افزایش داده و اثر منفی بازشو بر مقاومت بار محوری را کاهش دهد. بارهای محوری نهایی مدل های Ope-Rec-L، Ope-Rec-T، Ope-Rec-U و Ope-Rec-V به ترتیب ۱۴۰۵ کیلو نیوتن، ۱۴۷۷ کیلو نیوتن، ۱۴۴۱ کیلو نیوتن و ۱۳۴۵ کیلو نیوتن بود که بالاتر از مقدار مدل کنترل (بدون سفت کننده؛ ۱۲۳۹ کیلو نیوتن)، در مقایسه با جدول ۶. مقادیر جابجایی برای چهار مدل FE قابل مقایسه بود، به طوری که Ope-Rec-T بالاترین جابجایی ۱۲٫۹ میلی متر را نشان داد و Ope-Rec-U و Ope-Rec-V کمترین مقادیر جابجایی را به ترتیب ۱۲٫۵ میلی متر و ۱۲٫۹ میلی متر نشان دادند.

شکل ۲۴ روابط بار-جابجایی مدل‌های DSPCW را با ستون‌های مستطیلی CFST که با اشکال مختلف سخت‌کننده‌های فولادی سفت شده‌اند، مقایسه می‌کند. به طور کلی، انتخاب شکل سفت کننده نقش مهمی در بار محوری و شکل پذیری نهایی سیستم دارد. این یافته‌ها بر اثربخشی سخت‌کننده‌ها در بهبود عملکرد DSPCW با دهانه‌ها تاکید می‌کنند و راه‌حل‌های بالقوه‌ای برای افزایش مقاومت بار در کاربردهای سازه‌ای ارائه می‌دهند. علاوه بر این، اثرات محدودی بر روی سختی مدل‌های DSPCW تقویت‌شده با سخت‌کننده‌های فولادی متنوع، همانطور که توسط منحنی‌های بار-جابجایی آنها نشان داده شده است، ثبت شد. شکل ۲۴.

۶٫ بحث

هدف از این تحقیق بررسی تاثیر دهانه ها بر رفتار بار محوری DSPCWهای تقویت شده با CFST های هشت ضلعی تعبیه شده و ارزیابی اثربخشی سخت کننده های مختلف در پشتیبانی از این CFST ها بود. مقایسه بین نمونه ها (اکتبر) و (Ope-Oct.) کاهش ۱۰٫۱٪ در بار محوری نهایی برای نمونه با باز شدن را نشان داد. با این حال، حالت شکست نهایی نمونه با باز شدن نشان داد که تأثیر منفی بر رفتار ساختاری DSPCW با CFST های هشت ضلعی تعبیه شده ندارد.

این مطالعه نشان داد که سطح مقطع هشت ضلعی CFST های تعبیه شده در تقویت سیستم DSPCW با دهانه ای برای مقاومت در برابر بارهای محوری بالاتر از اشکال شش ضلعی و مستطیلی بهتر عمل می کند. این را می توان به هشت زاویه در شکل هشت ضلعی نسبت داد که به عنوان سفت کننده عمل می کنند، به طور موثر در برابر کمانش موضعی مقاومت می کنند و مقاومت بار محوری سیستم را افزایش می دهند. در مقابل، اشکال شش ضلعی و مستطیلی، با زوایای کمتر، تحمل ضعیف تری نسبت به بارهای محوری نشان دادند.

نتایج FE نشان داد که پشتیبانی از CFST های هشت ضلعی تعبیه شده با یک سخت کننده T شکل موثرترین روش برای بهبود مقاومت بار محوری سیستم DSPCW است. سخت‌کننده T شکل، زمانی که به لوله‌های تعبیه‌شده جوش داده می‌شود، چهار زاویه ایجاد می‌کند، کمانش موضعی و کلی را به تأخیر می‌اندازد و سیستم را قادر می‌سازد تا بارهای محوری بالاتری را تحمل کند. [۳۲]. در حالی که سخت‌کننده U شکل شش زاویه ایجاد می‌کرد، مدل (Ope-Oct-U) مقاومت بار محوری کمی کمتر از مدل (Ope-Oct-T) به دلیل سناریوی محصور شدن از خود نشان داد. سخت‌کننده T شکل عملکرد بهتری را در بستن مؤثر سطح لوله تعبیه‌شده به بتن پر شده در مقایسه با سخت‌کننده U شکل نشان داد. در نتیجه، این مطالعه اثربخشی لوله‌های تعبیه‌شده و سفت‌کننده‌ها را در افزایش عملکرد سیستم DSPCW، همانطور که در نشان داده شده است، برجسته می‌کند. شکل ۲۵. یافته‌ها به بینش‌های ارزشمندی در مورد طراحی و بهینه‌سازی سیستم‌های DSPCW کمک می‌کنند و به عنوان یک مرجع ارزشمند برای تحقیقات آینده در این زمینه عمل می‌کنند.

۷٫ نتیجه گیری

در این مطالعه، ما تأثیر بازشوها را بر رفتار بار محوری دیوارهای کامپوزیتی پروفیل دو پوسته (DSPCWs) تقویت‌شده با ستون‌های CFST تعبیه‌شده بررسی کردیم. یافته های ما را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

اولاً، وجود بازشوها در DSPCWها منجر به کاهش تقریباً ۱۰٪ در ظرفیت محوری آنها در مقایسه با دیوارهای کنترل بدون دهانه شد. به طور خاص، ظرفیت بار محوری دیوار کنترل ۱۴۷۳ کیلو نیوتن ثبت شد، در حالی که دیوار با دهانه (Ope-Oct.) دارای ظرفیت بار محوری ۱۳۳۸ کیلونیوتن بود.
ثانیا، رویکرد عددی در حال حاضر به طور موثر نتایج تجربی ظرفیت بارگذاری نهایی و رفتار محوری DSPCWs تقویت شده با ستون‌های CFST تعبیه‌شده را شبیه‌سازی می‌کند. مدل های FE هر دو دیوار با و بدون بازشو به طور منطقی نتایج واقعی را به ترتیب حدود ۲٫۶٪ و ۱۲٫۴٪ بیش از حد برآورد کردند. علاوه بر این، بر خلاف شکست کلی کمانش مشاهده شده در نمونه های آزمایش شده، که در مرحله بارگذاری شدید رخ داد، مدل های FE مربوطه به طور دقیق حالت شکست کمانش محلی قطعات PSS را شبیه سازی کردند.
ثالثاً، در میان شکل‌های مختلف مقطع ستون‌های CFST، اشکال هشت ضلعی عملکرد برتری را نشان دادند و به ترتیب در مقایسه با ستون‌های CFST شش ضلعی و مستطیلی به افزایش ظرفیت بارگذاری ۱۱% و ۱۸٫۴% دست یافتند. به عنوان مثال، ستون های CFST هشت ضلعی ظرفیت بار محوری سیستم DSPCW را به ۱۶۴۲ کیلو نیوتن افزایش دادند.
علاوه بر این، معرفی سخت‌کننده‌های داخلی فولادی برای تقویت ستون‌های CFST تعبیه‌شده منجر به بهبود بیشتر ظرفیت بارگذاری محوری DSPCW شد. به طور خاص، سخت‌کننده‌های T شکل عملکرد بهتری را در مقایسه با سخت‌کننده‌های L، V شکل، و U شکل از خود نشان دادند که در نتیجه باعث افزایش ظرفیت برای DSPCW با دهانه شد. به عنوان مثال، سخت‌کننده‌های T شکل ظرفیت بار محوری سیستم DSPCW را در مقایسه با دیوار کنترل بدون سخت‌کننده، ۱۹٫۲ درصد افزایش دادند.
مطالعه حاضر تایید می‌کند که ستون‌های CFST تعبیه‌شده در بهبود ظرفیت بارگذاری محوری DSPCW‌ها، حتی در حضور دهانه‌ها، موثر هستند. انتخاب شکل ستون CFST و استفاده از سفت کننده های فولادی به طور قابل توجهی بر عملکرد DSPCW ها تأثیر می گذارد. تحقیقات آینده برای بررسی پارامترهای اضافی که هنوز بررسی نشده‌اند و توسعه مدل‌های تحلیلی برای پیش‌بینی دقیق ظرفیت محوری سیستم دیوار مرکب پیشنهادی مورد نیاز است. علاوه بر این، باید تلاش هایی برای پیشنهاد و توسعه یک سناریوی فرآیند ساخت ساده صورت گیرد.

مشارکت های نویسنده

مفهوم سازی، SJH، MJH و AWAZ. مدیریت داده، SJH، MJH، AWAZ و MMA. تجزیه و تحلیل رسمی، MMA و MMF. تامین مالی، SJH، MJH، ABMAK و AHA-Z. بررسی، SJH، MMA و MMF. روش، SJH، MJH و AWAZ. مدیریت پروژه، MJH، AHA-Z. و WHWB؛ اعتبار سنجی، SJH، ABMAK، MMA و MMF. منابع، MJH، AHA-Z. و WHWB؛ نرم افزار، SJH، AWAZ و MMA. نظارت، AHA-Z.، AWAZ و WHWB. تجسم، SJH، ABMAK و MMF. نوشتن – پیش نویس اصلی، SJH، AWAZ، MMA، MMF و ABMAK. نوشتن – بررسی و ویرایش، MJH، AHA-Z. و WHWB همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و با آن موافقت کرده اند.

منابع مالی

نویسندگان با تشکر از حمایت مالی برای این تحقیق توسط دانشگاه Kebangsan مالزی (UKM) با شماره کمک مالی (DLP-2014-001) قدردانی می کنند.

بیانیه هیئت بررسی نهادی

قابل اجرا نیست.

بیانیه رضایت آگاهانه

قابل اجرا نیست.

بیانیه در دسترس بودن داده ها

داده ها در مقاله ارائه شده است.

قدردانی ها

نویسندگان از مؤسسات و دانشگاه های خود برای حمایت آنها در تهیه و تکمیل این تحقیق بسیار قدردانی می کنند.

تضاد علاقه

نویسندگان هیچ تضاد منافع را اعلام نمی کنند.

اختصارات

دیوار کامپوزیت پروفیل دو پوسته (DSPCW)، لوله فولادی با شکل سرد (CFST)، ورق فولادی پروفیل (PSS)، المان محدود (FE)، تجزیه و تحلیل اجزای محدود (FEA)، دیوار کامپوزیت دو پوسته (DSCW)، آزمایشی (Exp) )، هشت ضلعی (اکتبر)، شش ضلعی (Hex)، مستطیلی (Rec)، بازشو (Ope)، مدول الاستیسیته برای بتن (E_ج)، مدول الاستیسیته برای فولاد (E_سمقاومت فشاری مکعب بتن در ۲۸ روز (f_مس، بار نهایی (P_تواستحکام کششی فولاد (f_yظرفیت لنگر خمشی نهایی (طول خمشی (L_ه) ضخامت (تی، پلاستیسیته آسیب بتن (CDP)، تنش فشاری (σ_oکرنش غیر کشسان (

ه_{ج}^{~ من n}

)، کرنش پلاستیکی (

ه_{ج}^{~ pl}

، کرنش الاستیک (

ه_{ج}^{~ او}

کرنش پلاستیک لگاریتمی (

ه_{لوگاریتم}^{pl}

استرس واقعی (

پ_{درست است، واقعی}

تنش اسمی (

پ_{n o متر}

، کرنش اسمی (

ه_{n o متر}

منابع

Cassese، P. ریاسکوس، سی. رینیری، سی. دی لوکا، جی. پاوز، آ. بوناتی، الف. مطالعه تجربی روی واکنش درون صفحه دیوارهای ساندویچی بتنی تقویت‌شده ریخته‌شده در محل تحت بار ترکیبی عمودی و افقی. ادامه ساختار. یکپارچه کردن ۲۰۲۳، ۴۴، ۷۷۴-۷۸۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
کنستانداکوپولو، ف. تسیمیریکا، م. پنوماتیکوس، ن. Hatzigeorgiou، GD بهینه سازی دیوارهای حائل بتن مسلح طراحی شده بر اساس مقررات اروپا. زیرساخت ها ۲۰۲۰، ۵، ۴۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
هیلو، اس جی. Wan Badaruzzaman، WH; عثمان، SA; الزند، AW; سمیر، م. حسن، QA مروری بر سیستم‌های دیوار کامپوزیتی دو پوسته. سازه دیوار نازک. ۲۰۱۵، ۹۷، ۷۴-۱۰۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
سنتیل کومار، آر. کارونکاران، پ. Chandru، U. پیشرفت و چالش ها در دیوارهای کامپوزیت فولادی-بتنی دو پوسته: یک بررسی. نوآوری. زیرساخت. حلال. ۲۰۲۳، ۸، ۳۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Qin، Y.; شو، GP; فن، SG; لو، جی. کائو، اس. هان، JH استحکام دیوارهای کامپوزیتی دو پوسته فولادی-بتنی. بین المللی سازه فولادی J. 2017، ۱۷، ۵۳۵–۵۴۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Le، QX; دائو، VTN؛ توررو، جی ال. Ngo، مطالعه تجربی TD در مورد رفتار دیوارهای کامپوزیت پروفیلی تحت بارهای محوری و حرارتی ترکیبی. مهندس ساختار. ۲۰۲۰، ۲۱۰، ۱۱۰۳۵۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
رایت، HD؛ ایوانز، منابع انسانی؛ هاردینگ، PW استفاده از ورق فولادی پروفیلی در ساخت و ساز کف. J. Constr. فولاد Res. 1987، ۷، ۲۷۹-۲۹۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
الطائب، ا. ما، ایکس. ژوگه، ی. یوسف، او. Mills, JE; شیائو، جی. سینگ، الف. عملکرد ساختاری پانل های کامپوزیتی ساخته شده از پوسته های فولادی پروفیلی و بتن لاستیک شده با فوم تحت بارهای فشاری محوری. مهندس ساختار. ۲۰۲۰، ۲۱۱، ۱۱۰۴۴۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
الطائب، ا. ما، ایکس. ژوگه، ی. شیائو، جی. Youssf, O. دیوارهای کامپوزیت متشکل از پوسته فولادی پروفیلی و بتن لاستیکی فوم تحت فشارهای غیرعادی. جی. ساخت. مهندس ۲۰۲۲، ۴۶، ۱۰۳۷۱۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
کیائو، دبلیو. ژانگ، ایکس. خو، Q. Wang, G. عملکرد لرزه ای سازه دیوار برشی فولادی دیواره نازک و کامپوزیت بتنی ستونی- فولادی موجدار. J. Constr. فولاد Res. 2023، ۲۰۱، ۱۰۷۷۴۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
لی، دبلیو. چن، اچ. لی، اف. عملکرد دیوارهای کامپوزیت ورق فولادی موجدار کم عمق دو پوسته پر شده با بتن تحت بار فشاری-خمشی. J. Constr. فولاد Res. 2023، ۲۰۱، ۱۰۷۷۰۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
شاردا، ا. مانالو، ا. فردوس، دبلیو. بای، ی. نیکول، ال. محمد، ع. Benmokrane، B. رفتار خمشی سیستم های دیواری مدولار مرکب تحت بارهای توزیع شده و متمرکز یکنواخت. آهنگسازی. ساختار. ۲۰۲۳، ۳۰۳، ۱۱۶۳۴۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
علی، م.م. عثمان، SA; اوه، AZ; یاتیم، MYM؛ آلاتشانا، ف. هیلو، سیستم Cws ورق فولادی دولایه پرشده با بتن SJ: بررسی سیستماتیک ادبیات. لات صبح. J. سازه جامد. ۲۰۲۱، ۱۸، ۱-۴۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
آن، جی. وانگ، آر. ژائو، اچ. چن، دبلیو. لی، تی. لیو، ی. پاسخ دیوارهای کامپوزیتی فولاد-بتن بار محوری تحت ضربه با سرعت کم. J. Constr. فولاد Res. 2023، ۲۰۳، ۱۰۷۸۲۹٫ [Google Scholar] [CrossRef]
الطائب، ا. ما، ایکس. ژوگه، ی. یوسف، او. Mills, JE; Xiao, J. رفتار ساختاری پانل های کامپوزیت ساخته شده از ورق های فولادی پروفیلی و بتن لاستیک شده با فوم تحت بارهای برشی یکنواخت و چرخه ای. سازه دیوار نازک. ۲۰۲۰، ۱۵۱، ۱۰۶۷۲۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
تانگ، J.-Z. Pan، W.-H.; شن، ام.-اچ. اجرای دیوارهای کامپوزیت دو پوسته با صفحات نمای پروفیل Re-Entrant تحت فشار خارج از مرکز. جی. ساخت. مهندس ۲۰۲۰، ۲۸، ۱۰۱۰۱۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
یو، سی کیو; رفتار فشاری تانگ، JZ دیوارهای کامپوزیت دو پوسته باریک. J. Constr. فولاد Res. 2021، ۱۸۲، ۱۰۶۶۵۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
تانگ، جی.زی. یو، سی کیو; Zhang, L. استحکام مقطعی و طراحی دیوارهای کامپوزیت دو پوسته با نمای نمای ورودی. سازه دیوار نازک. ۲۰۲۱، ۱۵۸، ۱۰۷۱۹۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
لی، دبلیو. لی، اف. چن، اچ. عملکرد دیوارهای کامپوزیت ورق فولادی موجدار کم عمق دو پوسته پر شده با بتن تحت فشار محوری. J. Constr. فولاد Res. 2022، ۱۹۶، ۱۰۷۳۷۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، اس. وانگ، دبلیو. زی، اس. Chen, Y. رفتار و روش طراحی دیوار کامپوزیت دو پوسته تحت فشار محوری. جی. ساخت. مهندس ۲۰۲۳، ۶۴، ۱۰۵۵۵۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، MZ; Guo، YL; زو، JS؛ Yang, X. کمانش خمشی-پیچشی و توصیه‌های طراحی دیوارهای دو صفحه فولادی موجدار با بتن بارگذاری محوری با مقطع T. مهندس ساختار. ۲۰۲۰، ۲۰۸، ۱۱۰۳۴۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
حسین، KMA; مول، LK; Anwar، رفتار بار محوری MS دیوارهای کامپوزیت پروفیلی سوراخ شده با دستگاه های تقویت کننده استحکام. J. Constr. فولاد Res. 2015، ۱۱۰، ۴۸-۶۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
الزند، AW; Wan Badaruzzaman، WH; علی، م.م. حسن، ق.ا. الشیخلی، MS عملکرد خمشی تیرهای CFST مربع شکل سرد تقویت شده با سفت کننده های داخلی. ترکیبات فولادی. ساختار. ۲۰۲۰، ۳۴، ۱۲۳-۱۳۹٫ [Google Scholar] [CrossRef]
بهرامی، ع. بادرزمان، WHW; عثمان، SA تحلیل غیرخطی ستونهای مرکب فولادی پرشده با بتن تحت بارگذاری محوری. ساختار. مهندس مکانیک. ۲۰۱۱، ۳۹، ۳۸۳-۳۹۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
ASTM-E8/E8M; روشهای تست استاندارد برای تست کشش مواد فلزی. ASTM: West Conshohocken، PA، ایالات متحده آمریکا، ۲۰۰۹٫
ژانگ، ام. دینگ، جی. پانگ، ال. Ding, K. مطالعه عددی در مورد تأثیر آسیب های داخل صفحه بر عملکرد لرزه ای خارج از صفحه دیوارهای پرکننده بنایی با بازشو در قاب های بتنی مسلح. Adv. ساختار. مهندس ۲۰۲۳، ۲۶، ۳۴۴-۳۵۹٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Wen، CB; Guo، YL; Sun، HJ; تیان، ژ. او، X. مطالعه تجربی و عددی بر روی عملکرد لرزه ای دیوارهای دو لایه فولادی موجدار پرشده با بتن. جی. ساخت. مهندس ۲۰۲۳، ۶۸، ۱۰۶۱۷۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
لو مین، اچ. خطیر، س. عبدالوهاب، م. Cuong-Le, T. مدل پلاستیسیته آسیب بتن برای پیش‌بینی اثرات بتن فشاری با مقاومت بالا تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی. جی. ساخت. مهندس ۲۰۲۱، ۴۴، ۱۰۳۲۳۹٫ [Google Scholar] [CrossRef]
کونگ-له، تی. Minh، HL; Sang-To, T. یک مدل پلاستیسیته آسیب دیده غیرخطی بتن برای شبیه سازی سازه های بتنی مسلح با استفاده از ABAQUS. فرات Ed Integrity Strutt. 2022، ۱۶، ۲۳۲-۲۴۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
عبدالرحمن، SQ; الزهیری، ق بررسی تطبیقی عملکرد ستونهای بتن آرمه باریک با اشکال مقطعی مختلف. الیاف ۲۰۲۰، ۸، ۳۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
الزهیری، ق. آل احمد، ق. عبدالحمید، AA; هانون، کالیبراسیون یک مدل نظری پلاستیسیته آسیب بتن جدید بر اساس پارامترهای تجربی. مدنی علفزار. جی. ۲۰۲۲، ۸، ۲۲۵-۲۳۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
هیلو، اس جی. Sabih, SM; فارس، م.م. الزند، بررسی عددی AW بر روی رفتار بار محوری ستون های لوله فولادی چند ضلعی. بین المللی کشیش سیو. مهندس ۲۰۲۲، ۱۳، ۳۹۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، MZ; Guo، YL; یانگ، ایکس. Zhu، JS رفتار کمانش فشاری صفحات راه راه فولادی در تماس با یک محیط صلب. آهنگسازی. ساختار. ۲۰۲۱، ۲۶۲، ۱۱۳۳۵۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]

شکل ۱٫
جزئیات قطعات فولادی (همه ابعاد بر حسب میلی متر).

شکل ۲٫
جزئیات معمولی نمونه های DSPCW (همه ابعاد بر حسب میلی متر).

شکل ۳٫
نمای سه بعدی دیوار کامپوزیت پروفیلی دو پوسته (DSPCW).

شکل ۴٫
روابط تنش-کرنش کوپن های فولادی آزمایش شده

شکل ۵٫
راه اندازی تست نمونه DSPCW.

شکل ۶٫
رابطه بار محوری در مقابل جابجایی نمونه‌های DSPCW آزمایش‌شده.

شکل ۷٫
حالت خرابی نمونه DSPCW (اکتبر).

شکل ۸٫
حالت خرابی نمونه DSPCW با باز شدن (Ope-Oct).

شکل ۹٫
قطعات اصلی مدل DSPCW (Oct-FE).

شکل ۱۰٫
قطعات اصلی مدل DSPCW با بازشو (Ope-Oct-FE).

شکل ۱۱٫
شرایط مرزی مدل DSPCW

شکل ۱۲٫
انواع عناصر با نقاط ادغام

شکل ۱۳٫
بتن تحت بارگذاری تک محوری.

شکل ۱۴٫
مطالعه همگرایی برای انتخاب اندازه مش کافی مدل Oct-FE دیوار.

شکل ۱۵٫
بررسی روابط بار-جابجایی مدل‌های FE با نمونه‌های تجربی.

شکل ۱۶٫
بررسی حالت خرابی مدل‌های DSPCW تحت بارگذاری محوری.

شکل ۱۷٫
مدل‌های DSPCW FE با بخش‌های CFST تعبیه‌شده متنوع.

شکل ۱۸٫
رابطه بار-جابجایی برای DSPCW ها با لوله های تعبیه شده تقویت شده است.

شکل ۱۹٫
مقاطع مدل های DSPCW با ستون های CFST هشت ضلعی تعبیه شده (همه ابعاد بر حسب میلی متر می باشد).

شکل ۲۰٫
رابطه بار-جابجایی DSPCW با ستون‌های CFST هشت ضلعی تعبیه‌شده.

شکل ۲۱٫
مقاطع مدل های DSPCW با ستون های CFST شش ضلعی تعبیه شده (همه ابعاد بر حسب میلی متر هستند).

شکل ۲۲٫
رابطه بار-جابجایی DSPCW ها با ستون های CFST شش ضلعی تعبیه شده.

شکل ۲۳٫
مقاطع مدل های DSPCW با ستون های مستطیلی CFST تعبیه شده (همه ابعاد بر حسب میلی متر می باشد).

شکل ۲۴٫
رابطه بار-جابجایی DSPCW با ستون‌های مستطیلی CFST تعبیه‌شده.

شکل ۲۵٫
تعداد زاویه برای هر شکل سفت کننده.

میز ۱٫
بار محوری نهایی نمونه های DSPCW آزمایش شده.

نمونه ها	نهایی محوری بارگذاری (P_تو) (kN)	جابه جایی در بار نهایی (میلی متر)	ظرفیت بار کاهش (%)
اکتبر	۱۴۷۳	۱۱	–
Ope-Oct	۱۳۳۸	۱۱	-۹٫۴

جدول ۲٫
مقایسه بار محوری نهایی مدل‌های FE با نتایج تجربی.

مدل	بار محوری نهایی (P_انقضا) kN	بار محوری نهایی (پ_FE) kN	پ_FE/پ_انقضا
اکتبر-FE	۱۴۷۳	۱۵۱۲	۰٫۹۷۴
Ope-Oct-FE	۱۳۳۸	۱۴۶۷	۰٫۹۱۲

جدول ۳٫
نتایج مدل‌های DSPCW را با بخش‌های مختلف CFST تعبیه‌شده مقایسه کنید.

مدل ها	شکل مقطع لوله	بار محوری (kN)	جابه جایی (میلی متر)	انحراف بار (%)
Ope-Oct-FE	هشت ضلعی	۱۴۶۷	۱۱٫۰	–
Ope-Hex-FE	شش ضلعی	۱۳۲۰	۱۰٫۷	−۱۱٫۰
Ope-Rec-FE	مستطیل شکل	۱۲۳۹	۱۰٫۸	-۱۸٫۴

جدول ۴٫
نتایج مدل های DSPCW تقویت CFST های هشت ضلعی با سفت کننده ها.

مدل ها	شکل سفت کننده ها	بار (kN)	جابه جایی (میلی متر)	انحراف بار
مدل ها	شکل سفت کننده ها	بار (kN)	جابه جایی (میلی متر)	(%)
Ope-Oct-FE	–	۱۴۶۷	۱۱٫۰	–
Ope-Oct-L	L	۱۵۳۶	۱۵٫۵	+۴٫۷
Ope-Oct-T	تی	۱۶۴۹	۱۵٫۳	+۱۲٫۴
Ope-Oct-U	U	۱۶۲۰	۱۴٫۷	+۱۰٫۴
Ope-Oct-V	V	۱۵۰۷	۱۴٫۷	+۲٫۷

جدول ۵٫
نتایج مدل‌های DSPCW تقویت CFST شش ضلعی با سخت‌کننده‌ها.

مدل ها	سفت کننده ها شکل	بار (kN)	جابه جایی (میلی متر)	انحراف بار (%)
Ope-Hex.	–	۱۳۲۰	۱۰٫۷	–
Ope-Hex-L	L	۱۵۰۱	۱۳٫۴	+۱۳٫۷
Ope-Hex-T	تی	۱۵۴۵	۱۴٫۱	+۱۷٫۰
Ope-Hex-U	U	۱۵۲۶	۱۳٫۹	+۱۵٫۶
Ope-Hex-V	V	۱۴۳۸	۱۲٫۹	+۸٫۹

جدول ۶٫
نتایج مدل‌های DSPCW تقویت CFST مستطیلی با سخت‌کننده‌ها.

مدل ها	سفت کننده ها شکل	بار (kN)	جابه جایی (میلی متر)	انحراف بار (%)
Ope-Rec.	–	۱۲۳۹	۱۰٫۸	–
Ope-Rec-L	L	۱۴۰۵	۱۲٫۹	+۱۳٫۴
Ope-Rec-T	تی	۱۴۷۷	۱۲٫۴	+۱۹٫۲
Ope-Rec-U	U	۱۴۴۱	۱۲٫۵	+۱۶٫۳
Ope-Rec-V	V	۱۳۴۵	۱۲٫۹	+۸٫۶

سلب مسئولیت/یادداشت ناشر: اظهارات، نظرات و داده های موجود در همه نشریات صرفاً متعلق به نویسنده (ها) و مشارکت کننده (ها) است و نه MDPI و/یا ویرایشگر(ها). MDPI و/یا ویراستار(های) مسئولیت هرگونه آسیب به افراد یا دارایی ناشی از هر ایده، روش، دستورالعمل یا محصولات اشاره شده در محتوا را رد می کنند.

© ۲۰۲۳ توسط نویسندگان. دارنده مجوز MDPI، بازل، سوئیس. این مقاله یک مقاله با دسترسی آزاد است که تحت شرایط و ضوابط مجوز Creative Commons Attribution (CC BY) توزیع شده است (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

منابع:
۱- shahrsaz.ir , ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۴۹۹: عملکرد ساختاری دیوارهای کامپوزیت پروفیلی دو پوسته داخلی سفت شده با دهانه ها
,۱۶۸۶۴۰۰۸۰۵
۲- https://www.mdpi.com/2075-5309/13/6/1499 | 2023-06-10 04:30:00