مطالعه پارامتریک رفتار حریق ستون فولادی پرشده با بتن با ابعاد فراتر از محدودیتهای مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

ستونهای فولادی پرشده با بتن یا به اختصار CFT، به دلیل استفاده همزمان از بتن و فولاد دارای مزایای عملکردی، اقتصادی و اجرایی قابل توجهی میباشند. یکی از مزایای عملکردی ستونهای CFT مقاومت ذاتی مناسب آنها در برابر حریق است که ناشی از حضور بتن با هدایت حرارتی پایین میباشد. ویرایش پنجم مبحث دهم مقررات ملی ساختمان و راهنمای طراحی شماره ۱۹ آیین نامه فولاد آمریکا، روابطی برای محاسبه زمان قابل تحمل ستونهای CFT در برابر حریق ارائه نموده اند. بااینحال عمدتا برای تمامی ستونهای CFT از پوشش محافظت حریق استفاده میشود و این روابط نادیده گرفته میشود. این موضوع علاوهبر افزایش هزینه ها، سبب افزایش ابعاد ستون نیز میگردد. یکی از دلایل مهم این امر، دامنه محدود ابعاد ستون در روابط آیین نامه هاست. طبق این روابط، ستونهای دایره ای با قطر ۴۰ سانتیمتر و ستونهای مربعی با بعد ۳۰ سانتیمتر حداکثر ابعاد مجاز در روابط هستند. این درحالی است که مطالعات عددی نشان میدهد که اگر ستونی در تمامی ابعاد به صورت یکسان بزرگنمایی گردد، مدت زمان مقاومت در برابر حریق آن (به ازای نسبت بار یکسان) افزایش می یابد. در مقاله حاضر به کمک بازنویسی و تحلیل پارامتریک روابط محاسبه مدت زمان مقاومت حریق در ستونهای CFT، رابطه ای جامع برای ستونهای دارای ابعاد فراتر از محدودیتهای مبحث دهم مقررات ملی ساختمان پیشنهاد شده است و نشان داده میشود که این مورد با مطالعات عددی پیشین نیز مطابقت دارد. درنهایت برمبنای این نتایج، نمودارهای طراحی ستونهای CFT با ابعاد فراتر از محدودیتهای آیین نامه ای استخراج گردیده که میتواند مبنای طراحی ستونهای CFT با هر ابعادی در برابر حریق باشد.

کلیدواژه ها:

ستونهای فولادی پرشده با بتن ، طراحی در برابر حریق ، مدت زمان حریق ، مبحث دهم مقررات ملی ساختمان.