@article { author = {Khodabakhshi, Nahid and Khaloo, Alireza}, title = {Numerical analysis of CFST columns subjected to lateral cyclic loading and influence of concrete compression strength and steel plate thickness}, journal = {Journal of Concrete Structures and Materials}, volume = {4}, number = {1}, pages = {68-85}, year = {2019}, publisher = {Iranian Concrete Society}, issn = {2538-5828}, eissn = {2676-5969}, doi = {10.30478/jcsm.2019.161581.1106}, abstract = {Concrete is widely used in civil engineering because of its high compressive strength and efficiency. Low resistance of concrete against tensile stresses, especially in low confinement systems necessitates the use of steel-concrete composite systems. In concrete-filled steel tubes, the confinement of concrete is supplied by steel and the local buckling of steel is improved by concrete core. In this paper, using the Abaqus software finite element method, the numerical results of the CFST column are compared with the experimental results and have been assured of the correctness of the modeling. Then, the effect of changing the thickness of the steel and the compressive strength of the concrete on the behavior of CFST columns is investigated. To consider the effect of changing these parameters, 9 CFST column models with three different steel thicknesses and three different compressive strengths of concrete have been used. Nonlinear behavior of steel using a mixed hardening model incorporating both isotropic and kinematic hardening was used in modeling. Concrete’s stress-strain relations and compression-tensile damage parameters are fully described. The effect of increasing thickness of steel and concrete strength on structural energy absorption, initial stiffness and column capacity were investigated. According to the results of the analysis, the effect of increasing the thickness of steel on the performance of CFST columns relative to the increase in concrete strength is significant. Investigating the energy absorption capacity and the resistance of the CFST columns shows that the effect of changing the compressive strength of concrete for confinement steel with less thickness is significant. In confinement steel with high thickness, the change in concrete compressive strength does not have a significant effect on energy absorption and increases the column's strength slightly. As a result, to improve the performance of structures with CFST columns, in terms of energy absorption, stiffness and capacity, it is desirable to use suitable thickness for steel and normal strength for concrete.}, keywords = {concrete-filled steel tube CFST,finite element analysis,composite columns,mixed hardening,damage parameters}, title_fa = {تحلیل عددی ستون های CFST تحت بار سیکلی جانبی و تعیین تاثیر مقاومت فشاری بتن و ضخامت ورق فولادی}, abstract_fa = {بتن ماده ای است که به دلیل کارایی و مقاومت فشاری زیاد کاربرد گسترده ای در مهندسی عمران دارد. مقاومت کم بتن در برابر تنش های کششی، به ویژه در محصوریت پایین ضرورت استفاده از سیستم های مرکب فولاد و بتن را فراهم می کند. در ستون های فولادی پر شده با بتن(CFST)، محصوریت بتن توسط فولاد تامین شده و کمانش موضعی فولاد به وسیله ی هسته ی بتنی بهبود می یابد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از روش اجزای محدود نرم افزار آباکوس نتایج عددی ستون CFST با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده و از درستی مدل سازی، اطمینان حاصل شده است. سپس اثر تغییر ضخامت جداره ی مقطع فولادی و مقاومت فشاری بتن بر رفتار ستون های CFST مورد بررسی قرار گرفت. برای در نظر گرفتن اثر تغییر این پارامترها از 9 مدل ستون CFST با سه ضخامت متفاوت جداره ی مقطع فولادی و سه مقاومت فشاری مختلف بتن استفاده شد. رفتار غیرخطی فولاد با استفاده از مدل سخت شوندگی مرکب که شامل سخت شوندگی ایزوتروپیک و سینماتیک می باشد مورد استفاده قرار گرفت. روابط و نمودارهای تنش-کرنش و پارامترهای خرابی فشاری و کششی بتن به طورکامل شرح داده شده است. تاثیر افزایش ضخامت فولاد و مقاومت بتن بر جذب انرژی سازه، سختی اولیه و ظرفیت ستون مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج تحلیل، تاثیر افزایش ضخامت جداره ی مقطع فولادی در عملکرد ستون های CFST نسبت به افزایش مقاومت بتن قابل توجه می باشد. بررسی ظرفیت جذب انرژی و تغییر مقاومت نهایی ستون های CFST نشان می دهد که اثر تغییر مقاومت فشاری بتن برای مدل های با فولاد محصورکننده ی با ضخامت کمتر قابل توجه می باشد. در مقاطع فولادی با ضخامت زیاد جداره، تغییرمقاومت فشاری بتن تاثیر زیادی در جذب انرژی نداشته و مقاومت ستون را به مقدار کمی افزایش می دهد. در نتیجه برای بهبود عملکرد سازه های دارای ستون های CFST از لحاظ جذب انرژی، سختی و ظرفیت مطلوب است از مقاطع فولادی با ضخامت مناسب جداره و بتن با مقاومت معمولی استفاده شود.}, keywords_fa = {ستون های فولادی پرشده با بتن CFST,تحلیل المان محدود,ستون های مرکب,سخت شوندگی مرکب,پارامترهای خرابی بتن}, url = {https://www.jcsm.ir/article_91004.html}, eprint = {https://www.jcsm.ir/article_91004_6aef66a9611b6c6928b0daec2a33e527.pdf} }