Behaviour of Concrete Filled Double-Skin Steel Tube Sections

Shiri, Babak and Gholizad, Amin and Safarzadeh, Akbar (2015) Behaviour of Concrete Filled Double-Skin Steel Tube Sections. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (بررسی رفتار لوله¬های فولادی دو جداره پر شده با بتن)
Babak Shiri.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Different sections are usually Designed and executed regarding the nature and application of the structure. Concrete filled double-skin steel tube (CFDST) columns take advantages such as good resistance to fire, low costs of construction and installation, reducing the volume of concrete, lack of need for form-working, appropriate bearing capacity, the ability to absorb energy and high ductility, reduction in the weight of structure and low construction time, high potential for use in engineering structures such as bridges, high-rise buildings, industrial and marine structures under different loading conditions. In the study, the behavior of this new type of composite columns subjected to partial compression has been investigated using finite element ABAQUS software. In order to evaluate the accuracy of modeling, numerical analysis results were compared to the results of experimental samples and the validity of the models were confirmed. Furthermore, The effect of various parameters such as the hollow ratio, top endplate thickness and axial partial compression ratio on the deformation, bearing capacity, ductility and ability of energy absorption of the CFDST columns with circle and square sections have been studied and their behaviors were compared with that of CFT columns. Then, using the results of the analysis and to enhance the efficiency of the columns, new sections of CFDST columns reinforced with steel stiffeners was presented And the effect of thickness, length and height stiffeners with two combinations of the circle and square sections, the behavior of this type of columns with different hollow ratios have been studied. Finally, Concrete filled double-skin tube column with circular cross section and a PVC-U pipe as its inner layer in normal and reinforced states with stiffeners was suggested and the impact of inner plastic tube on the behavior of this new type of composite columns with different hollow ratios were examined and their performance compared with Concrete filled double-skin steel tube normal and reinforced columns. The results of investigation show that use of stiffener has a significant effect on improving the behavior of CFDST columns. Also, due to the form of inner layer in the concrete filled double-skin tube column, the use of PVC-U pipe is possible in the inner layer of this type of columns. Keywords: Loading partial compression, Finite element analysis, Concrete filled double-skin steel tube (CFDST) column, Steel stiffeners, PVC-U pipe, Hollow ratio

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی رفتار لوله¬های فولادی دو جداره پر شده با بتن
Persian Abstract: مقاطع مختلف همواره با توجه به نوع و کاربرد سازه، طراحی و اجرا می¬شوند. ستون¬های دو جداره فولادی پر شده با بتن (CFDST) به دلیل مزایایی همچون مقاومت خوب در برابر آتش¬سوزی، کاهش هزینه¬های ساخت و نصب، کاهش حجم بتن¬ریزی، عدم نیاز به قالب¬بندی، ظرفیت باربری مناسب، قابلیت جذب انرژی و شکل¬پذیری بالا، کاهش وزن سازه و زمان ساخت کمتر، پتانسیل بالایی برای استفاده در سازه¬های مهندسی از قبیل پل¬ها، ساختمان¬های بلند و صنعتی و سازه¬های دریایی تحت شرایط مختلف بارگذاری دارند. در پژوهش حاضر رفتار این نوع جدید از ستون¬های مرکب تحت اثر بارگذاری فشاری جزئی با استفاده از نرم¬افزار عناصر محدود ABAQUS مورد بررسی قرار گرفته است. برای اطمینان از دقت مدل¬سازی، نتایج تحلیل¬های عددی با نتایج نمونه¬های آزمایشگاهی مقایسه شده و صحت مدل¬سازی تأئید گردیده است. همچنین تأثیر پارامترهای مختلف از جمله نسبت توخالی، ضخامت ورق انتهایی بالایی و نسبت فشار محوری جزئی بر روی تغییر شکل، ظرفیت باربری، شکل¬پذیری و توانایی جذب انرژی ستون¬های CFDST با مقاطع دایره و مربع مورد بحث و بررسی قرار گرفته و رفتار آن¬ها نسبت به ستون¬های CFT مقایسه شده است. سپس با استفاده از نتایج تحلیل¬ها و به منظور افزایش بهره¬وری از این نوع ستون¬ها، مقاطع جدیدی از ستون¬های CFDST تقویت شده با سخت¬کننده¬های فولادی معرفی شده و تأثیر ضخامت، طول و ارتفاع سخت¬کننده¬ها با دو نوع ترکیب مختلف در مقاطع دایره و مربع، بر رفتار این نوع ستون¬ها با نسبت¬های توخالی متفاوت مطالعه شده است. در انتها، ستون دو جداره پر شده با بتن با مقطع دایره و با جداره داخلی پلاستیکی PVC-U در حالت¬های معمولی و تقویت شده با سخت¬کننده پیشنهاد شده است و تأثیر لوله داخلی پلاستیکی بر رفتار این نوع جدید از ستون¬های مرکب با نسبت¬های توخالی مختلف مورد بررسی قرار گرفته و عملکرد آن¬ها با ستون¬های دو جداره فولادی پر شده با بتن معمولی و تقویت شده مقایسه شده است. نتایج تحقیق حاضر نشان می¬دهد که استفاده از سخت¬کننده تأثیر قابل توجهی در بهبود رفتار ستون¬های CFDST دارد. همچنین با توجه به نقش قالب جداره داخلی در ستون¬های دو جداره پر شده با بتن، استفاده از لوله PVC-U در جداره داخلی این نوع ستون-ها ممکن می¬باشد. کلید واژه¬ها: بارگذاری فشاری جزئی، تحلیل عناصر محدود، ستون دو جداره فولادی پر شده با بتن (CFDST)، سخت-کننده¬های فولادی، لوله PVC-U، نسبت توخالی
Supervisor:
SupervisorE-mail
Gholizad, AminUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Safarzadeh, AkbarUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 16 Nov 2018 09:35
Last Modified: 16 Nov 2018 09:35
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1834

Actions (login required)

View Item View Item