مقدمه
اتصال ستون فولادی به فونداسیون معمولاً با صفحهستون و بولت مهاری انجام میشود، اما مدفونسازی مستقیم مقاطع فولادی در بتن میتواند مقاومت و سختی بالاتری در برابر نیروهای کششی فراهم کند. این مقاله به بررسی رفتار کششی نهایی مقاطع I مدفون در بتن میپردازد.
برنامه آزمایشگاهی
سه مقطع IPE140 با شرایط مختلف در بلوکهای بتنی بدون آرماتور مدفون شدند. پارامترهای بررسیشده شامل:
-
عمق مدفونسازی
-
وجود یا عدم وجود صفحه انتهایی
-
نحوه اعمال بار کششی
بارگذاری بهصورت یکنواخت و کنترلشده انجام شد تا رفتار کامل تا شکست ثبت شود.
رفتار کششی و مکانیزم مقاومت
-
در مقاطع بدون صفحه انتهایی، مقاومت عمدتاً از چسبندگی و اصطکاک فولاد–بتن تأمین میشود
-
در مقاطع دارای صفحه انتهایی، پس از لغزش اولیه، مقاومت فشاری بتن زیر صفحه نقش غالب را ایفا میکند
-
مقاطع بدون صفحه رفتار نرمتر و شکلپذیرتری دارند
-
مقاطع دارای صفحه انتهایی مقاومت بالاتر ولی رفتار تردتری نشان میدهند
نتایج عددی
مدلسازی سهبعدی غیرخطی توانست رفتار کلی آزمایشها را با دقت مناسبی بازتولید کند. تحلیلها نشان داد:
-
افزایش عمق مدفونسازی باعث افزایش مستقیم مقاومت کششی میشود
-
سهم صفحه انتهایی با افزایش تغییرمکان افزایش مییابد
-
تنشهای بیشینه فولاد در ناحیه اتصال به بتن متمرکز میشوند
جمعبندی
مقاطع I مدفون در بتن میتوانند بدون استفاده از بولت مهاری، مقاومت کششی موردنیاز طراحی را تأمین کنند. استفاده از صفحه انتهایی ظرفیت نهایی را افزایش میدهد، اما شکلپذیری اتصال را کاهش میدهد. انتخاب نوع جزئیات اتصال باید بر اساس نیاز مقاومتی، تغییرمکان مجاز و شرایط اجرایی انجام شود.