سلوك الأعمدة المختلطة تحت تأثير الحمولات الجانبية

الملخص

  تستخدم الاعمدة المختلطة بشكل واسع في منشآت الأبنية وخصوصاً العالية منها، وتعتبر ذات أهمية كبيرة كونها تعتمد على مبدأ المشاركة بين مادتين تعملان معاً في عنصر إنشائي واحد مع الاستفادة من ميزات كلاً منهما، إذ يتم الاستفادة من مقاومة الشد للفولاذ والضغط للبيتون.

تتميز الأعمدة المختلطة بصلابتها العالية ومقاومتها الجيدة بالإضافة الى خاصية اللدونة لحالات التحميل الستاتيكي والديناميكي، ويفيد وجود البيتون في مقاومة الأحمال المحورية بالإضافة الى مقاومة التحنيب الجانبي والتحنيب الموضعي للمقطع الفولاذي كما يساهم البيتون في حماية المقطع الفولاذي من الحريق والعوامل الجوية في حال كان البيتون مغلف كلياً للمقطع المعدني.

  لتوثيق النموذج تم انشاء نموذج عددي باستخدام برنامج ABAQUS بشكل مطابق للنموذج التجريبي المختبر من قبل الباحثين Cristina Campian، Zsolt Nagy. تضمنت المقارنة استجابة النموذج التحليلي والتجريبي المتمثل بمنحني القوة-انتقال وتجاوزت نسبة التوافق الـ 90%.

تم استثمار النموذج العددي لدراسة سلوك أربعة نماذج من الأعمدة المختلطة تحت تأثير الحمولات الجانبية، وفي المرحلة التالية أجريت دراسة مقارنة لمبنى مصمم بأعمدة بيتونية مسلحة ثم تم استبدالها بأعمدة مختلطة من النموذج الثاني (IPE). وقد أظهرت النتائج أن استخدام الاعمدة المختلطة أكثر كفاءة من الاعمدة البيتونية المسلحة من حيث الصلابة والمقاومة، وتساهم في نفس أداء الأعمدة البيتونية المسلحة مع مقاطع أقل من مساحة مقاطع قضبان التسليح الطولي المستخدمة، مما ينعكس ايجاباً على تخفيض الحمولات الميتة وبالتالي التكلفة الاقتصادية والقوى الزلزالية في الأبنية العالية.