بررسی تاثیر تغییرات شدید حرارتی بر ستون های پر مقاومت بتنی با استفاده از مدل سازی عددی

سازه های بتنی به خصوص ستون های بتنی در برابر آتش سوزی دارای مقاومتی محدود هستند. در این میان ستون های با بتن پر مقاومت به دلیل نفوذپذیری کم در برابر آتش سوزی دچار خردشدگی سطح مقطع می شود و در نتیجه تغییر مکان های ستون زیادتر شده و ستون فرو می ریزد. ستون بتنی در برابر حرارت تمایل به انبساط دارد اما از طرفی بارهای وارد بر ستون مانع از انبساط شده و موجب حرکت ستون به سمت انقباض می شوند. مقاومت ستون بتنی پر مقاومت در برابر آتش سوزی به عواملی بستگی دارد که مهم ترین این عوامل در این مقاله بررسی شد. پوشش بر رفتار ستون های بتنی پر مقاومت اثرگذار است. پوشش بتن به عنوان محافظ آرماتورهای ستون عمل می کند و هر اندازه بیش تر باشد آرماتورها دیرتر به دمای بحرانی و در نتیجه خرابی می رسند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که در طراحی ستون های بتنی، پوشش بتن طوری طراحی شود که در زمان طراحی برای آتش سوزی، دمای آرماتورها از 400 تا 500 درجه سانتی گراد بالاتر نرود. بر سه نمونه بتنی با مقاومت های خاک، شدت بار یکسانی اعمال شد و ملاحظه شد که ستون های بتنی پر مقاومت در برابر حریف آسیب پذیرتر هستند. دلیل آن دانسیته بالای آن ها، نفوذپذیری کم و کرنش های بالاتر آن هاست. در بررسی اثر سنگدانه تشکیل دهنده ستون بتنی دیده شد که سنگدانه بر رفتار ستون بتنی پر مقاومت اثرات قابل ملاحظه ای دارد به گونه ای که بتن های با سنگدانه های سیلیسی آسیب پذیری بیش تری در دماهای بالا داشتند. بنابراین در آیین نامه های طراحی به موضوع نوع سنگدانه و بافت بتن باید توجه ویژه ای شود.