Page Header

การวิเคราะห์ความเค้นในเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตหน้าตัดวงกลมโดยใช้แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์
Stress Analysis in Concrete-Filled Steel Circular Pipe Column by Finite Element Program

Komkorn Chaidachatorn, Weeraphan Jiammeepreecha, Sittisak Jamnam

Abstract


บทความนี้เสนอการศึกษาการวิเคราะห์ความเค้นในเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตหน้าตัดวงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 150 มิลลิเมตร สูง 300 มิลลิเมตร โดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ด้วยโปรแกรม ABAQUS ความหนาของท่อเหล็กกรอกคอนกรีตได้แก่ 3.0, 4.5 และ 6.0 มิลลิเมตร การตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตหน้าตัดวงกลมได้ใช้ความสัมพันธ์ของน้ำหนักบรรทุกตามแนวแกนและการเสียรูปตามแนวแกนจากผลการทดสอบห้องปฏิบัติการเป็นตัวเปรียบเทียบ ผลการศึกษาพบว่าการกระจายความเค้นในเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตหน้าตัดวงกลมโดยใช้โปรแกรมไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ระดับความสูงต่างกันบนหน้าตัดเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตหน้าตัดวงกลมมีพฤติกรรมการกระจายความเค้นที่แตกต่างกันออกไป โดยความเค้นที่เกิดขึ้นในคอนกรีตจะเพิ่มขึ้นเมื่อความหนาของเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตมีค่าสูงขึ้น ซึ่งทำให้เกิดพฤติกรรมแบบแข็งตัวเนื่องจากความเครียด โดยที่ความชันของกราฟเพิ่มขึ้นเมื่อถึงจุดคลาก และความเหนียวของเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตหน้าตัดวงกลมจะเพิ่มสูงขึ้นเมื่อมีการเพิ่มความหนาของท่อเหล็กกรอกคอนกรีต ทั้งนี้พบว่าค่าการเสียรูปเกิดขึ้นสูงสุดที่บริเวณเสาท่อเหล็ก และการวิบัติของเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตหน้าตัดวงกลมจากงานวิจัยนี้เป็นการวิบัติโดยแรงอัดตามแนวแกนไม่มีผลของการโก่งเดาะเข้ามาเกี่ยวข้องเนื่องจากยังคงเป็นพฤติกรรมแบบเสาสั้น

This paper presents stress analysis of a concrete-filled steel circular pipe column (CFTCC) by ABAQUS finite element program. The diameter and height of the investigated CFTCC column are 150 mm, and 300 mm respectively. The thicknesses of circular steel pipe are varied from 3.0, 4.5 and 6.0 mm. The accuracy of the numerical results were compared with the experimental results. The results of the stress distribution of CFTCC using the finite element program show that stress distributions values were varied by different heights. The stress distribution in concrete increases with the increase of pipe wall thickness. Then the load-displacement relationship is similar to that of strain-hardening behavior; that is, the slope of load-displacement relation increases after reaching the yield point. The ductile of CFTCC increases with increased thickness of CFTCC. Finally, the highest of displacement will occur at the steel pipe. The failure behavior of CFTCC emerges only on the axial compression without buckling as a result of short column structural behavior.


Keywords



Full Text: PDF

DOI: 10.14416/j.kmutnb.2022.02.002

ISSN: 2465-4698