ستون‌های فولادی پر شده با بتن (CFST) اعضای سازه‌ای هستند که امروزه بسیار محبوب و به سرعت در حال افزایش‌اند. سازه‌های CFST نوعی سازه ترکیبی از بتن و فولاد است که در حال حاضر در مهندسی عمران استفاده می‌شود و متشکل از لوله فولادی و هسته بتنی داخل آن است که در آن بخش فولادی با بتن با مقاومت بالا پر شده است.

ستون‌های فولادی پر شده با بتن بخشی سازه‌ای با عملکرد خوب است که از اثر محصور فولاد با بتن و تطبیق طراحی به وجود آمده است. ستون‌های فولادی پر شده با بتن (CFST) در بسیاری از ساختارهای مهندسی در حال افزایش هستند و اشکال اصلی مقطع عرضی آنها از جمله مربعی، مستطیلی و توخالی دایره‌ای هستند. ستون‌هایی که طوری طراحی شده‌اند که بخش عمده نیروی محوری بتن را تحمل کنند، می‌توانند با استفاده از لوله با دیواره باریک فولادی اقتصادی‌تر شوند.

در CFSTها مزایای هر دو بخش به کار رفته در این نوع سازه (فولاد و بتن) ترکیب شده است. ستون‌های کامپوزیتی اعضای سازه‌ای هستند که عمدتا نیروها و گشتاورهای فشاری محوری را کنترل می‌کنند. اصطلاح عمومی ستون کامپوزیت برمی‌گردد به هر عضو تحت فشاری که در آن المان فولادی در ترکیب با بتن همانطور که در شکل بالا مشخص است، عمل می‌کند. ستون‌های فولادی پر شده از بتن مستطیلی (RCFST) و دایره‌ای (CCFST) با توجه به استاتیک عالی و خصوصیات مقاوم در برابر زلزله مانند مقاومت بالا، انعطاف‌پذیری بالا و ظرفیت جذب انرژی زیاد به طور گسترده‌ای در پرو‌ژه‌های مهندسی عمران مورد استفاده قرار می‌گیرد. CFSTها همچنین به طور گسترده‌ای در دیگر کاربردهای مدرن مهندسی عمران استفاده می‌شود. وقتی که آنها به عنوان ستون‌های سازه‌ای به خصوص در ساختمان‌های بلند استفاده می‌شوند، اعضای کامپوزیت ممکن است تحت نیروی برشی بالا و نیز گشتاورهای تحت عمل باد یا زلزله قرار گیرند.

در اینجا می‌توان به این نکته اشاره کرد که اگر ستون‌های CFST از مزایای مواد با مقاومت بالا برخوردار باشند، مزایای اقتصادی و مکانیکی را می‌توان به دست آورد. به عنوان مثال، بتن با مقاومت بالا موجب تعدیل و سختی بیشتر ستون‌های CFST در مقایسه با بتن با مقاومت طبیعی می‌شود. علاو بر این ستون‌های CFST با مقاومت بالا نیاز به یک مقطععرضی کوچکتر برای مقاومت در برابر بار دارند که این امر مورد تقدیر مهندسان سازه و معماران است.

دستاورد اقتصادی اصلی به دست آمده توسط بتن با مقاومت بالا در ورقه‌های نازک فولادی این است که هزینه ساخت فولاد به حداقل می‌رسد و اکثر بار در فشار توسط بتن با مقاومت بالا تحمل می‌شود. با این حال، ستون‌های بتنی مسلح شده به علت کمبود دانش و تجربه هنوز به طور وسیعی بیشتر از CFSTها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

منبع: ResearchGate

مترجم و تهیه‌کننده: محبوبه پوریوسفی