مدلسازی سازه فولادی سرد نورد شده (CFS) با پوشش بتن فوق سبک (PAC) تحت بار جانبی زلزله

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران - سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 گروه عمران- سازه ، دانشکده پردیس بین المللی ارس، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

10.22034/ceej.2026.65165.2408

چکیده

در سال‌های اخیر، سازه‌های فولادی سردنورد شده (Cold-Formed Steel, CFS) به دلیل وزن کم، سرعت اجرا و عملکرد لرزه‌ای مناسب، توجه ویژه‌ای را در صنعت ساختمان به خود جلب کرده‌اند. از آنجا که کاهش وزن سازه نقش مؤثری در کاهش نیروهای زلزله دارد، بهبود عملکرد لرزه‌ای این سیستم‌ها همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. در این پژوهش، اثر استفاده از پوشش بتن سبک پلی‌استایرن (Polystyrene Aggregate ( Concrete, PAC بر رفتار لرزه‌ای سازه‌های CFS مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، پس از صحت‌سنجی مدل‌های عددی، رفتار سازه‌های فولادی سردنورد شده با و بدون پوشش بتن PAC تحت بارگذاری لرزه‌ای تحلیل شد. تحلیل‌های عددی انجام‌شده با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS نشان داد که سازه‌های تقویت‌شده با پوشش بتن PAC نسبت به سازه‌های فاقد این پوشش، از ظرفیت باربری بالاتر، جذب انرژی بیشتر و مقاومت به کمانش بهتری برخوردار هستند. همچنین نتایج حاکی از آن است که تغییرمکان نسبی جانبی این سازه‌ها در محدوده مجاز آیین‌نامه‌های طراحی قرار دارد. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که به‌کارگیری بتن PAC می‌تواند به‌عنوان راهکاری مؤثر در بهبود پایداری و عملکرد لرزه‌ای سازه‌های فولادی سردنورد شده مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Seismic Performance Modeling of Ultra Lightweight Concrete (PAC) Encased Cold Formed Steel Structures (CFS)

نویسندگان [English]

  • Bahman Farahmand Azar 1
  • Bahman Abeshpour 2
1 Faculty of Civil Engineering .University of Tabriz .Tabriz . Iran
2 Faculty of Aras International Campus, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

In recent years, the technology of Cold-Formed Steel (CFS) structures has gained significant attention due to its superior capabilities in reducing building weight and enhancing earthquake safety. Reducing building weight is a critical factor in structural design as it directly influences seismic forces. In this study, lightweight polystyrene aggregate concrete (PAC) was used to improve the performance of these structures. After validating element models with the experimental results published by Hegyi et al. (2016), the behavior of Cold-Formed Steel (CFS) structures with and without PAC coating was examined under seismic loading. Numerical analyses using ABAQUS software revealed that structures reinforced with PAC coating exhibited higher load-bearing capacity, greater energy absorption, and improved resistance to buckling compared to uncoated structures. Moreover, the lateral displacement of these structures was within the permissible range specified by the codes. The results indicate that using PAC concrete can significantly enhance the stability and performance of structures against earthquakes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cold Formed Steel
  • Ultra Lightweight Concrete
  • Seismic Load
  • ABAQUS Software