Comparative Study of CFRP-Confined CFST Stub Columns under Axial compressie

Abstract

dit artikel presenteerde een vergelijkende studie van met beton gevulde stalen tubular (CFST) stub columns met drie verschillende opsluitingstypes van carbon fiber reinforced polymer (CFRP): outer circular CFRP, inner circular CFRP, en outer square CFRP. Het drukmechanisme en de fysische eigenschappen van de samengestelde kolom werden eerst geanalyseerd om het opsluitingseffect van CFRP te onderzoeken. Het uiteindelijke axiale draagvermogen van deze drie CFRP-beperkte CFST kolommen werd berekend op basis van de Unified Theory of CFST en elastoplastic limit equilibrium theory, respectievelijk. Ondertussen worden de overeenkomstige tests aangenomen om de haalbaarheid van de twee rekenmodellen te valideren. Door middel van gegevensanalyse bevestigde de studie dat de resultaten van de uiteindelijke sterkte-berekening van de limietevenwicht-methode betrouwbaarder en dichter bij de testresultaten bleken te zijn dan die van de Unified Theory of CFST. Vervolgens werd voorspeld dat de axiale draagcapaciteit van de zuivere CFST-kolom de verhouding van de draagcapaciteit van de drie typen samengestelde kolommen zou evalueren. Er werd aangetoond dat de gemiddelde verhogingsratio 16,4 procent is, waaruit blijkt dat CFRP-beperkte CFST kolommen een brede technische toepasbaarheid hadden. Door middel van een vergelijkende analyse bevestigde deze studie ook dat de buitenste cirkelvormige CFRP het beste opsluitingseffect had en de buitenste vierkante CFRP het beter deed dan de binnenste cirkelvormige CFRP. Het opsluitingseffect van CFRP nam toe met de afname van de betonsterkte en was evenredig met de relatieve verhoudingen van CFRP en staal onder dezelfde betonsterkte.

1. Inleiding

koolstofvezelversterkte polymeren (CFRP ‘ s) zijn in de afgelopen decennia op grote schaal gebruikt bij de reparatie en retrofit van defecte structuren, omdat extern gebonden CFRP-materiaal in de vorm van platen of platen bijzonder geschikt is voor buig-en afschuifwerkzaamheden . In veel technische gebieden, de CFRP-metaal composiet tanks of buizen zijn op grote schaal gebruikt, zoals gastank gebruikt in motorvoertuigen en pijpleidingen systeem voor het transport van hoge druk gas of vloeistof gebruikt in de gemeentelijke of chemische techniek. CFRP-materialen, als externe omhulsels voor de opsluiting van kolommen van gewapend beton, kunnen de sterkte en rekbaarheid verbeteren . De superieure mechanische en fysische eigenschappen van CFRP maken hen uitstekende kandidaten voor het repareren en retrofit van stalen structuren ook. Beton gevulde stalen buizen (CFST) structuren zijn bestudeerd en gebruikt in de civiele techniek op grote schaal voor vele jaren . Stalen buizen zijn echter gevoelig voor degradatie als gevolg van corrosie en de dunwandige sectie voor betonharding , wat resulteert in de afname van de axiale sterkte van de CFST-kolom . Daarom kan de CFRP-metalen buis ook worden gebruikt in de civiele techniek, bijvoorbeeld, de CFRP-staal composiet buis gevuld met beton is gebruikt als kolom , en CFRP is ook gebruikt om beschadigde CFST kolom te versterken . Zoals besproken door Gu, Li et al. , en Wang et al. , het grootste deel van het uitgevoerde onderzoek heeft zich gericht op het gebruik CFRP voor CFST structuur. Koolstofvezel platen of platen zijn bevestigd aan een stalen buis of beton in een CFST-lid om zijn draagvermogen en rekbaarheid te verhogen. Er werd geconcludeerd dat de ultieme laterale sterkte en buigstijfheid van CFRP-gerepareerde CFST-balkkolommen toenam met het toenemende aantal CFRP-lagen. Ondertussen nam de ductiliteit van specimens licht toe met het aantal CFRP-lagen. En, zoals besproken door Tao et al. , kan de CFRP-cilinder het knikken van de stub-kolom ook belemmeren, wat leidt tot dramatische verbeteringen in het knikken en postbuckling-gedrag van het hele systeem. Wang et al. uitgevoerd axiale compressie experimenten voor tweeëndertig cirkelvormige CFRP-beperkte CFST kolommen en vierentwintig vierkante CFRP-beperkte CFST kolommen. Analyses van de geteste resultaten tonen aan dat de stalen buis en het buitenste CFRP-materiaal zowel in lengterichting als in dwarsrichting kunnen samenwerken. Daarom wordt in al deze studies uitgegaan van de opvatting dat de complementaire actie tussen stalen buizen en beton werd versterkt door de hogere opsluiting van CFRP.

naar aanleiding van bovengenoemd onderzoek zijn ook andere typen samengestelde kolommen voorgesteld. Karimi et al. voorgesteld een type van FRP-ingekapselde staalbetonnen composietkolommen waarin een cirkelvormige FRP werd geplaatst rond de stalen I-sectie en het beton werd gevuld tussen de stalen I-sectie en de FRP buis. Feng et al. voorgesteld een staal-beton-FRP-betonnen kolom met een vierkante stalen buis als de buitenste laag en een cirkelvormige filament-wond FRP buis als de binnenste laag, met beton gevuld zowel tussen deze twee lagen en binnen de FRP buis. De resultaten van deze studies toonden aan dat de sterkte van beton, FRP en staal effectief in de samengestelde kolommen kon worden gebruikt.

al deze resultaten bevestigden dat de samengestelde kolom zijn haalbaarheid heeft in de theoretische onderzoek-en ingenieurspraktijk, wat een groot potentieel voor meer ontwikkeling laat zien. Druksterkte is een belangrijke parameter voor structurele leden, en de meeste van die hierboven genoemde onderzoeken waren geconcentreerd op de superpositie methode om de ultieme druksterkte te berekenen, dus verschillende formules werden afgeleid voor elke dwarsdoorsnede van de CFRP-beperkte CFST kolommen. Daarom is het doel van dit artikel om unified methods te bouwen die toepasbaar zijn op verschillende secties van de samengestelde kolom door het idee van Unified Theory of CFST en limit equilibrium theory. De focus van deze studie is om drie verschillende technologie CFRP ‘ s te onderzoeken om CFST stub kolommen te versterken door middel van een vergelijkende studie van drie verschillende opsluitingstypes: buitenste cirkelvormige CFRP, binnenste cirkelvormige CFRP en buitenste vierkante CFRP. Het compressief mechanisme en de fysische eigenschappen van deze drie CFRP-ingesloten CFST kolommen werden eerst geanalyseerd om het opsluitingseffect van CFRP op CFST kolommen te onderzoeken. Twee theoretische berekeningsmodellen worden gepresenteerd om de axiale drukcapaciteit van CFRP-beperkte CFST-kolommen te verkrijgen. Eén is de verenigde theorie van CFST : de equivalente opsluitingscoëfficiënt wordt voorgesteld met inachtneming van verschillende secties van stalen buizen en CFRP-cilinders, en vervolgens worden formules afgeleid van de verenigde theorie van CFST om het draagvermogen van de samengestelde kolom onder compressie te voorspellen. De andere is elastoplastic limit equilibrium method: twin-shear unified strength theory (TDUST) wordt toegepast om de uiteindelijke toestand van respectievelijk stalen buis en beton te analyseren, en vervolgens worden de uiteindelijke draagcapaciteiten van de samengestelde kolom verkregen door de limit equilibrium method. De theoretische voorspellingen werden vergeleken met de experimentele resultaten om de haalbaarheid van de twee rekenmodellen te valideren. Ten slotte werden de effecten van de CFRP-opsluiting op het axiale draagvermogen geanalyseerd door vergelijking van deze drie CFRP-ingesloten CFST-kolommen.

2. Werkmechanisme

op basis van de samenvatting van bestaande onderzoeken worden drie soorten CFRP-ingesloten CFST-kolommen beschouwd met verschillende CFRP-boringen, waaronder cirkelvormige buitenzijde CFRP, cirkelvormige binnenzijde CFRP en vierkante buitenzijde CFRP, zoals weergegeven in Figuur 1. De CFRP-cilinder wordt buiten de cirkelvormige cfst-kolom in Type A gewikkeld; de CFRP-cilinder wordt binnen de vierkante CFST in Type b geplaatst, en de CFRP-cilinder wordt buiten de vierkante cfst-kolom in Type c gewikkeld. zoals in Figuur 1 kan worden gezien, kunnen stalen buizen samen met het geconditioneerde beton de axiale compressie Opmerkelijk weerstaan, terwijl de CFRP-cilinders de laterale opsluiting aan de stalen buis of beton direct kunnen bieden en de samengestelde kolom beter indirect laten gedragen.

(a)

(b)

(c)

(a)
(b)
(c)

Figure 1

Cross section types of CFRP-confined CFST columns. (a) Outer circular CFRP. (b) Inner circular CFRP. (c) Outer square CFRP.

zoals we allemaal weten, tijdens het proces van compressie van de samengestelde kolommen, bestaat er horizontale vervorming wanneer de verticale belasting werkt op de hele sectie. Neem het voorbeeld van Type a in Figuur 1, beton wordt gevuld in de ronde buis verpakt door de CFRP plaat, zodat het vereenvoudigde model van stress kan worden uitgezet in Figuur 2.

Figuur 2

Stress model in de composiet kolom onder compressie. (concreet. b) stalen buis. c) CFRP-cilinder.

de horizontale vervormingscoëfficiënt van beton was klein aan het begin van de axiale belasting, dus de laterale spanning p van stalen buizen en CFRP-plaat is niet duidelijk. Met de toenemende axiale compressie neemt de horizontale vervorming van beton geleidelijk toe, vooral na de kolomvorming. Er zouden veel microscheuren gebeuren in beton nadat de kolom in plastic stadium , maar zowel de CFRP cilinder en stalen buis kan het beton te beperken om de uitbreiding uit te stellen. Het beton kan worden beschouwd als driedimensionaal samengeperst, de stalen buizen kunnen worden beschouwd als dunwandige cilinders en CFRP is alleen trekvast in de omtrekrichting zoals aangegeven in Figuur 2. De uiteindelijke toestand houdt rekening met de volgende faalmodi van de CFRP-ingesloten CFST-kolom: stalen buis bucking en CFRP sheet scheuring . Hoewel de CFRP-cilinder geen directe bijdrage levert aan het axiale draagvermogen, dragen de transversale vezelplaten bij aan de sterkte door de CFST-kolom geheel (zie Type A, c in Figuur 1) of gedeeltelijk (zie Type b in Figuur 1) te beperken, wat leidt tot een hogere druksterkte van de kolom. Daarom kan de wikkeling CFRP leiden tot een aanzienlijke verbetering van de inelastische axiale vervormingscapaciteit vóór het knikken en een verbeterde draagkracht na het knikken.

3. Berekeningen volgens de Unified Theory of CFST

de Unified Theory of CFST werd in 1993 gepresenteerd door Professor Zhong Shan-tong . Het beschouwde CFST als een verenigd lichaam, en een nieuw samengesteld materiaal werd gebruikt om zijn gedrag te bestuderen. Het was een nieuwe methode om het ontwerp te ontwerpen en te vereenvoudigen. De verenigde theorie van CFST is uitgebreid om de druksterkte van de samengestelde cfst kolommen met verschillende begrenzende materialen en verschillende doorsneden onder verschillende belastingen te berekenen . Voor CFRP-ingesloten CFST-kolommen wordt het beton nog steeds rechtstreeks door de stalen buis beperkt en dit beperkend effect wordt absoluut versterkt door de CFRP-cilinder. Een composietmateriaal kan ook worden overwogen om zijn gedrag te beoordelen, maar het beperkend effect moet opnieuw worden beoordeeld als gevolg van de stalen buis en CFRP-cilinder. We kunnen diepere onderzoekswerken uitbreiden naar CFRP-beperkte CFST-kolommen, zodat één equivalente opsluitingscoëfficiënt wordt gepresenteerd, die kan worden uitgedrukt als waar, en zijn de dwarsdoorsnede gebieden van de stalen buis, beton, en CFRP cilinder, respectievelijk; en zijn de vloeigrens van staal en CFRP, respectievelijk; is de standaard druksterkte van het beton; en zijn de coëfficiënten met inachtneming van de sectievorm van het begrenzende materiaal. Omdat er in de composietkolom twee difformmaterialen zijn om beton te beperken, verschilt het effect van terughoudendheid van cirkelvormige sectie tot vierkante sectie. Over het algemeen wordt de coëfficiënt van cirkelvormige sectie als de fundamentele parameter 1 genomen, en voor vierkante sectie, is het 0,74 .

dan kan de samengestelde sterkte van de kolom worden berekend met de formule die is afgeleid van de Unified Theory of CFST, en de vergelijking kan worden uitgedrukt als waar en weerspiegelen de bijdragen van respectievelijk begrenzende materialen en beton. Zij kunnen met de volgende formule worden berekend:waar het gewogen gemiddelde is van de begrenzingsmaterialen inclusief zowel de stalen buis als de CFRP-cilinder, die wordt berekend met

, wordt daarom aanbevolen de volgende formule te gebruiken om het draagvermogen van de met CFRP beperkte CFST-stubkolom te berekenen.waar is de doorsnede van de hele kolom en is het draagvermogen berekend door de verenigde theorie van CFST.

4. Berekeningen volgens de Limietevenwicht theorie

4.1. Basisaannames

in dit theoretische model voor het verkrijgen van de axiale drukcapaciteit kunnen we kwantitatief analyseren in hoeverre de opsluiting wordt beïnvloed door de stalen buis en CFRP. De interface tussen de stalen buis en de CFRP-plaat is beperkt; de radiale spanning in de stalen buis wordt genegeerd en de stalen buis is onder biaxiale spanning; het CFRP materiaal is lineair elastisch, en alleen de laterale spanning wordt beschouwd, dus de spanning langs de vezelrichting wordt beschouwd; de radiale spanning en de longitudinale spanning worden genegeerd.

op basis van bovenstaande veronderstellingen kan het uiteindelijke axiale draagvermogen van met CFRP beklede CFST-kolommen worden berekend door waar, en zijn verticale draagcapaciteiten van respectievelijk de stalen buis en het beton. is het draagvermogen berekend door de limietevenwicht theorie. In de toestand van limietevenwicht kan elk deel van de samengestelde kolom worden geanalyseerd met behulp van TSUST .

4.2. Twin-Shear Unified Strength Theory (TSUST)

de TSUST beschouwt de twee grotere hoofdschuifspanningen en de overeenkomstige normale spanningen en hun verschillende effecten op het falen van materialen. Wanneer de relatiefunctie tussen hen één uiteindelijke waarde bereikt, kan het materiaal worden gedefinieerd als falen in deze toestand die als volgt is geformuleerd: waar , , en zijn de belangrijkste schuifspanningen, , , en ; , en, zijn de overeenkomstige normale spanningen op het belangrijkste schuifspanningselement; , , en zijn de belangrijkste spanningen, ≥ ≥ ; is een wegingscoëfficiënt, die het relatieve effect van de tussenliggende hoofdschuifspanning of op de sterkte van materialen weergeeft; C is gelijk aan de materiaalsterkte; is de invloedscoëfficiënt van positieve spanning op materiële schade. De verhouding spanning / druksterkte wordt als volgt herschreven (7a) en (7b) in termen van hoofdspanningen:

4.3. Formule van de uiteindelijke capaciteit

door het principe van dezelfde oppervlakte kan de vierkante doorsnede van de stalen buis worden omgezet in een cirkelvormige. B en ts zijn de zijlengte en de dikte van de vierkante stalen buis, en ro en zijn de straal en de dikte van de equivalente cirkelvormige stalen buis, respectievelijk. De formules zijn als volgt weergegeven:

aangezien de opsluiting van het vierkante staal ongelijk is aan zijn zijde, moet de equivalente reductiefactor worden geacht dezelfde opsluiting van de equivalente cirkelvormige stalen buis te verminderen. Ter aanduiding van de verhouding dikte-zijde lengte, de uitdrukking van de equivalente reductiefactor . Ondertussen zijn er effectieve en niet-effectieve begrenzingszones van het beton in de vierkante stalen buis. In dit artikel wordt de betonsterkte reductiefactor geacht deze twee invloeden te negeren. De betonsterkte reductiefactor wordt genomen als, Waar doen is de binnendiameter van de equivalente cirkelvormige stalen buis.

het vereenvoudigde spanningsmodel van geconditioneerd beton is weergegeven in Figuur 2 (a). De spanningen kunnen worden verklaard door . Voor . Door ze te vervangen door de spanningsuitdrukking van TSUST, kan de volgende uitdrukking worden verkregen als waar de laterale spanningscoëfficiënt is. In TSUST, kan worden berekend door cohesie en wrijvingshoek bij materiaalstoring staat. Volgens de test van Richart, is genomen als 4.1 gewoon hier; p is de laterale spanning op het beton, en de laterale spanning op beton is van zowel de stalen buis en CFRP cilinder voor Type a en C zoals weergegeven in Figuur 1, dus het kan worden uitgedrukt door waar zijn de dikte en straal van de CFRP cilinder, respectievelijk; en zijn de dikte en straal van de stalen buis, respectievelijk. Terwijl voor type b in Figuur 1, het beton moet worden verdeeld in exterieur beton en intern beton onder verschillende zijdelingse spanningen. Exterieur beton wordt alleen beperkt door de stalen buis, maar intern beton wordt beschouwd als zowel de stalen buis en CFRP cilinder. Dan kan het axiale draagvermogen van het beton worden uitgedrukt als

zoals te zien is in Figuur 2 (b), wordt de stalen buis beperkt door de binnenkant van het beton, zodat deze enige verticale belasting kan dragen onder de uiteindelijke toestand van de gehele kolom, wordt η aangenomen als de sterkte reductiefactor van de stalen buis, en dan kan de spanningstoestand van stalen buizen worden verklaard door,,. Voor en, vervang ze in de stress uitdrukking van TSUST, de volgende uitdrukking kan worden verkregen:

vervolgens werd verkregen als 0.De uiteindelijke capaciteit van de stalen buis kan worden berekend met

tenslotte kan de uiteindelijke capaciteit van de met CFRP beklede CFST-kolom als volgt worden uitgedrukt:

5. Vergelijking en analyse

de drie types van CFRP-ingesloten CFST stub kolommen weergegeven in Figuur 1 zijn getest onder axiale compressie . Berekeningen en, verkregen door de Unified Theory of CFST en limit equilibrium theory, respectievelijk, zijn vermeld in Tabel 1 samen met de testresultaten . De berekende resultaten hebben beide goede overeenstemming met de testresultaten binnen kleine fouten minder dan 20%. Bij vergelijking van de waarde van / en / getoond in Tabel 1, kunnen we vinden dat verkregen door de limit equilibrium methode nauwkeuriger en betrouwbaarder is dan verkregen door de methode van de verenigde theorie van CFST. Aan de andere kant, de methode van de verenigde theorie van CFST is eenvoudig en gemakkelijk te realiseren omdat het alleen beschouwt de kolom als een composiet materiaal, terwijl de methode van limit equilibrium methode klinkt ingewikkeld omdat het TSUST toepast om elke component van de samengestelde kolom te analyseren. Daarom kunnen deze twee methoden beide worden toegepast om de axiale draagcapaciteit van CFRP-beperkte CFST stub kolommen te onderzoeken, en zij kunnen referentie voor technisch ontwerp verstrekken. Vervolgens kan het axiale draagvermogen van zuivere CFST-kolommen worden voorspeld met de limietevenwicht-methode om de verbetering van het draagvermogen als gevolg van de CFRP-opsluiting te evalueren. Door de testresultaten te herzien, wordt de verbetersnelheid van de lagercapaciteit beschreven als de expressie van (Nt-NCFST)/NCFST zoals weergegeven in Tabel 1. Er werd vastgesteld dat het gemiddelde tarief van de verhoging van de lagercapaciteit van CFRP-beperkte CFST stub kolommen 16,4 procent is in vergelijking met de zuivere cfst kolommen. Omdat het CFRP-blad zeer dun is, wordt aangetoond dat het draagvermogen van de composietkolommen meer verbetert dan de overeenkomstige zuivere CFST-kolommen met bijna hetzelfde dwarsdoorsnede-oppervlak. Daarom is het zeer van toepassing om CFRP te gebruiken om de CFST-kolom te versterken, en de samengestelde kolommen kunnen resulteren in aanzienlijke besparingen in kolomgrootte, die uiteindelijk de materiële potentie realiseren en economische voordelen opleveren.

door gegevensanalyse van de berekende en experimentele resultaten kan worden vastgesteld dat de betonsterkte en de relatieve verhoudingen van CFRP en staal de belangrijkste parameters zijn om het axiale draagvermogen van de samengestelde kolom te beïnvloeden. Het beperkingsmechanisme van CFRP en de verbetering van de axiale lagercapaciteit moet worden gevalideerd, zodat de relatieve verhoudingen van CFRP en staal worden voorgesteld volgens het concept van equivalente opsluitingscoëfficiënt (1). De relatieve verhoudingen van CFRP en staal beschouwen sterkte, inhoud en beperkend effect van sectievorm, dat wil zeggen

aangezien de testresultaten van het draagvermogen van de stubkolommen een zekere mate van dispersie hebben en sommige parameters als dezelfde waarde moeten worden genomen, wordt het berekende axiale draagvermogen Ncc gebruikt om de verhouding lagercapaciteit te beschrijven met de expressie van (Ncc-NCFST)/NCFST, die de functie van de CFRP-cilinder weerspiegelt om de CFST-kolom te beperken, waarbij NCFST de berekende waarde is voor de overeenkomstige zuivere cfst kolom. Ncc wordt verkregen door de limietevenwicht theorie.

de relatie tussen (Ncc − NCFST)/NCFST en voor de drie typen samengestelde kolommen is weergegeven in Figuur 3. In vergelijking met de experimentele gegevens in Tabel 1 wordt kve van Type b en type c genomen als 40,15 MPa vergelijkbaar met Type a, en Figuur 3(a) toont de relatie tussen (Ncc − NCFST)/NCFST en onder dezelfde betonsterkte. De relatie is lineair en recht evenredig met de CFRP-omwikkelde samengestelde kolommen met de buitenste cirkelvormige CFRP of buitenste vierkante CFRP omdat de buitenste CFRP-cilinder de hele CFST-kolom versterkt. Maar voor de binnenste cirkelvormige CFRP-geconditioneerde kolommen is er geen lineaire verhouding, omdat de binnenste CFRP alleen het binnenbeton direct versterkt. Ook kan worden vastgesteld dat cirkelvormige CFRP aan de buitenkant het beste opsluitingseffect heeft om bij dezelfde relatieve verhoudingen van CFRP en staal de hoogste draagcapaciteitsverhogende verhouding te bieden. Ondertussen, buitenste vierkante CFRP doet beter dan binnenste cirkelvormige CFRP zoals weergegeven in Figuur 3 (a), dat wil zeggen, CFRP als externe jassen kunnen zorgen voor de betere opsluiting dan de interne. Aan de andere kant kiezen we de basisparameters van buitenvierkant CFRP-ingesloten CFST kolommen in Tabel 1 om de relatie tussen (Ncc−NCFST)/NCFST en onder verschillende betonsterkte te krijgen zoals weergegeven in Figuur 3(b). Voor elke groep zijn de stalen buis en het beton hetzelfde, dus de verhouding lagercapaciteit verhoging is lineair en direct evenredig met de inhoud van de CFRP cilinder. Bij de vier groepen, met de afname van de betonsterkte, neemt de verhouding van de dragende capaciteit toe met de verbetering van de relatieve verhoudingen van CFRP en staal. Het geeft aan dat het opsluitingseffect van CFRP toeneemt met de afname van de betonsterkte. De reden is vooral dat de bijdrage van de CFRP-cilinder de verplaatsingsweerstand van de cfst-kolom is, en lage sterkte beton heeft de betere vervormingscapaciteit om de CFRP beter te laten spelen, vooral tijdens het postbuckling proces.

(een)

b)

(a)
b)

Figuur 3

Relatie tussen (Ncc − NCFST)/NCFST en . (a) KK = 40,15. (B) verschillende KK.

6. Conclusies

dit document presenteerde een vergelijkende studie van met beton gevulde stalen buisvormige (CFST) stubkolommen met drie verschillende opsluitingstypes van koolstofvezelversterkte polymeer (CFRP): buitenste cirkelvormige CFRP, binnenste cirkelvormige CFRP, en buitenste vierkante CFRP. CFRP-beperkte CFST kolom maakt gebruik van het voordeel van niet alleen de goede prestaties van CFST, maar ook een aanzienlijke verbetering in hogere opsluiting van CFRP. Het drukmechanisme en de fysische eigenschappen van de samengestelde kolom werden eerst geanalyseerd om de opsluitingseffecten van de verschillende CFRP op CFST-kolommen te onderzoeken.

twee methoden gebaseerd op de Unified Theory of CFST and elastoplastic limit equilibrium method zijn toegepast om het axiale draagvermogen van CFRP-beperkte CFST stub kolommen te onderzoeken. De berekende resultaten komen goed overeen met de testresultaten. Door middel van data-analyse, bevestigde de studie de uiteindelijke sterkte berekeningsresultaten van limit equilibrium methode werden gevonden nauwkeuriger en betrouwbaarder te zijn dan die van de verenigde theorie van CFST. Vervolgens werd voorspeld dat het axiale draagvermogen van zuivere CFST-kolommen de verbeteringsfactor van het draagvermogen van de CFRP-opsluiting zou evalueren. Er werd aangetoond dat de gemiddelde verhogingsratio 16,4 procent is, waaruit blijkt dat de drie soorten CFRP-beperkte cfst kolommen een brede toepasbaarheid hadden.

CFRP kan de draagcapaciteiten van CFST-leden aanzienlijk verhogen omdat de complementaire werking tussen de stalen buis en beton door CFRP wordt versterkt. De relatie tussen de lagercapaciteitsverhogingsverhouding en de relatieve verhoudingen van CFRP en staal is bijna lineair, vooral voor de CFRP-omwikkelde kolommen met de buitenste cirkelvormige CFRP of buitenste vierkante CFRP. Door middel van een vergelijkende analyse bevestigde deze studie dat de buitenste cirkelvormige CFRP het beste opsluitingseffect had en de buitenste vierkante CFRP het beter deed dan de binnenste cirkelvormige CFRP. Het opsluitingseffect van CFRP nam toe met de afname van de betonsterkte en was evenredig met de relatieve verhoudingen van CFRP en CFST onder dezelfde betonsterkte.

beschikbaarheid van gegevens

alle gegevens die voor dit document worden gebruikt, zijn openbaar en online toegankelijk. We hebben het hele databouwproces en de empirische technieken die in de paper worden gepresenteerd, geannoteerd. We hebben formele citaties gegeven in artikel verwijzingen. Hoewel we niet direct gebruik maakten van deze bronnen voor de empirische analyse, bevestigden deze inspanningen ons begrip van de omvang, schaal en nauwkeurigheid van de CFRP-beperkte CFST kolommen.

belangenconflicten

de auteurs verklaren dat zij geen belangenconflicten hebben.

Dankbetuigingen

de auteurs willen de steun van de Chinese National Science Foundation erkennen (subsidie nr. 51478004). Ondertussen, de financiële steun van Hebei University of Technology wordt ook gewaardeerd.