Studio comparativo di colonne CFST confinate in CFRP sotto compressione assiale

Abstract

Questo articolo ha presentato uno studio comparativo di colonne tubolari in acciaio riempito di calcestruzzo (CFST) con tre diversi tipi di confinamento dal polimero rinforzato con fibra di carbonio (CFRP): CFRP circolare esterno, CFRP circolare interno e CFRP quadrato esterno. Il meccanismo di compressione e le proprietà fisiche della colonna composita sono stati analizzati in primo luogo allo scopo di indagare l’effetto di confinamento del CFRP. La capacità portante assiale finale di queste tre colonne CFST confinate con CFRP è stata calcolata sulla base della teoria unificata di CFST e della teoria dell’equilibrio limite elastoplastico, rispettivamente. Nel frattempo, i test corrispondenti sono adottati per convalidare la fattibilità dei due modelli di calcolo. Attraverso l’analisi dei dati, lo studio ha confermato che i risultati del calcolo della resistenza finale del metodo di equilibrio limite sono risultati più affidabili e approssimativi ai risultati del test rispetto a quelli della Teoria unificata di CFST. Quindi la capacità portante assiale della colonna CFST pura è stata prevista per valutare il rapporto di miglioramento della capacità portante dei tre tipi di colonne composite. È stato dimostrato che il rapporto medio di miglioramento è del 16,4%, dimostrando che le colonne CFST confinate con CFRP avevano un’ampia applicabilità ingegneristica. Attraverso un’analisi comparativa, questo studio ha anche confermato che il CFRP circolare esterno ha avuto il miglior effetto di confinamento e il CFRP quadrato esterno ha fatto meglio del CFRP circolare interno. L’effetto di confinamento del CFRP aumentava con la diminuzione della resistenza del calcestruzzo, ed era proporzionale con le proporzioni relative di CFRP e acciaio sotto la stessa resistenza del calcestruzzo.

1. Introduzione

I polimeri rinforzati con fibra di carbonio (CFRP) sono stati ampiamente utilizzati nella riparazione e nel retrofit di strutture carenti negli ultimi decenni, perché il materiale CFRP legato esternamente sotto forma di fogli o piastre è particolarmente adatto per flessione e taglio . In molti campi di ingegneria, i serbatoi o i tubi compositi in metallo CFRP sono stati ampiamente utilizzati, come il serbatoio del gas utilizzato nel sistema di veicoli a motore e condotte per il trasporto di gas o liquidi ad alta pressione utilizzati nell’ingegneria municipale o nell’ingegneria chimica. I materiali CFRP, come rivestimenti esterni per il confinamento di colonne in cemento armato, possono migliorare la resistenza e la duttilità . Le proprietà meccaniche e fisiche superiori di CFRP li rendono candidati eccellenti per riparare ed adattare le strutture d’acciaio pure. Le strutture tubolari in acciaio riempito di calcestruzzo (CFST) sono state studiate e utilizzate ampiamente nell’ingegneria civile per molti anni . Tuttavia , i tubi di acciaio sono suscettibili di degradazione a causa della corrosione e della sua sezione a parete sottile prima dell’indurimento del calcestruzzo, che si traduce nella diminuzione della resistenza assiale della colonna CFST . Pertanto, il tubo in metallo CFRP può essere utilizzato anche nell’ingegneria civile, ad esempio, il tubo composito in acciaio CFRP riempito di calcestruzzo è stato utilizzato come colonna e il CFRP è stato utilizzato anche per rinforzare la colonna CFST danneggiata . Come discusso da Gu, Li et al. , e Wang et al. , la maggior parte della ricerca condotta si è concentrata sull’uso CFRP per struttura CFST. Fogli o piastre in fibra di carbonio sono attaccati a un tubo di acciaio o calcestruzzo in un membro CFST per aumentare la sua capacità portante e duttilità. Si è concluso che la massima resistenza laterale e la rigidità flessionale delle colonne di travi CFST riparate da CFRP aumentavano con il numero crescente di strati di CFRP. Nel frattempo, la duttilità degli esemplari è aumentata leggermente con il numero di strati di CFRP. E, come discusso da Tao et al. , il cilindro di CFRP può anche impedire l’instabilità della colonna di stub che conduce a miglioramenti drammatici in instabilità e comportamento di postbuckling dell’intero sistema. Wang et al. condotto esperimenti di compressione assiale per trentadue colonne CFST circolari confinate con CFRP e ventiquattro colonne CFST quadrate confinate con CFRP. Le analisi dei risultati testati mostrano che il tubo di acciaio e il suo materiale esterno in CFRP possono cooperare sia longitudinalmente che trasversalmente. Pertanto, tutti questi studi si basano sui concetti che l’azione complementare tra tubo di acciaio e calcestruzzo è stata rafforzata attraverso il confinamento più elevato del CFRP.

Sulla base della ricerca di cui sopra, sono stati proposti anche altri tipi di colonne composite. Karimi et al. proposto un tipo di colonne composite acciaio-calcestruzzo FRP-racchiuso in cui un FRP circolare è stato posto intorno alla sezione I in acciaio e aveva il calcestruzzo riempito tra la sezione I in acciaio e il tubo FRP. Feng et al. proposto una colonna di acciaio-calcestruzzo-FRP-calcestruzzo che aveva un tubo di acciaio quadrato come strato esterno e un tubo FRP circolare avvolto come strato interno, con calcestruzzo riempito sia tra questi due strati che all’interno del tubo FRP. I risultati di questi studi hanno dimostrato che la resistenza di calcestruzzo, FRP e acciaio potrebbe essere efficacemente utilizzata nelle colonne composite.

Tutti questi risultati di ricerca hanno confermato che la colonna composita ha la sua fattibilità nella ricerca teorica e nella pratica ingegneristica, mostrando un grande potenziale per un maggiore sviluppo. La resistenza alla compressione è un parametro importante per i membri strutturali e la maggior parte di quelle ricerche sopra elencate sono state concentrate sul metodo di sovrapposizione per calcolare la resistenza alla compressione finale, quindi sono state dedotte formule diverse per ogni sezione trasversale delle colonne CFST confinate con CFRP. Pertanto, lo scopo di questo articolo è quello di costruire metodi unificati applicativi a diverse sezioni della colonna composita dall’idea di Teoria unificata di CFST e teoria dell’equilibrio limite. L’obiettivo di questo studio è quello di studiare tre diversi CFRP tecnologici per rafforzare le colonne CFST stub attraverso uno studio comparativo di tre diversi tipi di confinamento: CFRP circolare esterno, CFRP circolare interno e CFRP quadrato esterno. Il meccanismo di compressione e le proprietà fisiche di queste tre colonne CFST confinate con CFRP sono state analizzate in primo luogo allo scopo di studiare l’effetto di confinamento del CFRP sulle colonne CFST. Vengono presentati due modelli di calcolo teorico per ottenere la capacità di compressione assiale delle colonne CFST confinate con CFRP. Uno è la teoria unificata di CFST : il coefficiente di confinamento equivalente viene proposto tenendo conto di diverse sezioni di tubi di acciaio e cilindri in CFRP, e quindi le formule derivano dalla Teoria unificata di CFST per prevedere la capacità portante della colonna composita sotto compressione. L’altro è il metodo di equilibrio limite elastoplastico: la teoria della resistenza unificata a doppio taglio (TDUST) viene applicata per analizzare lo stato finale del tubo di acciaio e del calcestruzzo, rispettivamente, e quindi le capacità portanti finali della colonna composita sono ottenute con il metodo di equilibrio limite. Le previsioni teoriche sono state confrontate con i risultati sperimentali per convalidare la fattibilità dei due modelli di calcolo. Infine, gli effetti di confinamento del CFRP sulla capacità portante assiale sono stati analizzati confrontando queste tre colonne CFST confinate con CFRP.

2. Meccanismo di lavoro

Sulla base del riassunto delle ricerche esistenti, tre tipi di colonne CFST confinate da CFRP sono considerate con diversi confinamenti di CFRP tra cui CFRP circolare esterno, CFRP circolare interno e CFRP quadrato esterno, come mostrato in Figura 1. Il CFRP cilindro avvolto al di fuori della circolare CFST colonna di Tipo a; CFRP cilindro è posizionato all’interno del quadrato CFST di Tipo b, e CFRP cilindro avvolto fuori piazza CFST colonna di Tipo c. Come si può vedere nella Figura 1, in tubi di acciaio insieme con il calcestruzzo confinato può resistere alla compressione assiale notevolmente, mentre il CFRP cilindri in grado di fornire il confinamento laterale per il tubo di acciaio o di calcestruzzo direttamente e fare il composito colonna comportarsi meglio indirettamente.

(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.

Come tutti sappiamo, durante il processo di compressione delle colonne composite, esiste una deformazione orizzontale quando il carico verticale agisce sull’intera sezione. Prendiamo l’esempio di tipo a in Figura 1, il calcestruzzo viene riempito nel tubo circolare avvolto dal foglio di CFRP, quindi il suo modello semplificato di stress può essere tracciato in Figura 2.

Figura 2

Modello di sollecitazione nella colonna composita in compressione. (concreto. (b) Tubo d’acciaio. (c) Cilindro CFRP.

Il coefficiente di deformazione orizzontale del calcestruzzo era piccolo all’inizio del carico assiale, quindi la sollecitazione laterale p dei tubi di acciaio e del foglio di CFRP non è evidente. Con l’aumento della compressione assiale, la deformazione orizzontale del calcestruzzo inizia ad aumentare gradualmente soprattutto dopo il cedimento della colonna. Ci sarebbero molte microfessure avvenute nel calcestruzzo dopo che la colonna è entrata in fase di plastica, ma sia il cilindro CFRP che il tubo d’acciaio possono limitare il calcestruzzo per posticipare la sua espansione. Il calcestruzzo può essere considerato come compresso tridimensionale, i tubi di acciaio possono essere considerati come cilindri a parete sottile e il CFRP è solo tensile nella direzione circonferenziale come mostrato in Figura 2. Lo stato finale considera le seguenti modalità di guasto della colonna CFST confinata con CFRP: controtendenza del tubo d’acciaio e rottura del foglio di CFRP . Sebbene il cilindro CFRP non abbia alcun contributo diretto alla capacità portante assiale, i fogli di fibra trasversali contribuiscono al miglioramento della resistenza confinando la colonna CFST in tutto (vedi Tipo a, c in Figura 1) o in parte (vedi Tipo b in Figura 1), portando ad una maggiore resistenza alla compressione della colonna. Pertanto, il CFRP avvolgente può portare a un significativo miglioramento della capacità di deformazione assiale anelastica prima dell’instabilità e una migliore capacità di carico dopo l’instabilità.

3. Calcoli di Teoria unificata di CFST

Teoria unificata di CFST è stato presentato dal professor Zhong Shan-tong nel 1993 . Ha considerato CFST come un corpo unificato e un nuovo materiale composito è stato utilizzato per studiarne i comportamenti. Era un nuovo metodo per progettare e semplificare il lavoro di progettazione. La teoria unificata di CFST è stata estesa per calcolare la resistenza alla compressione delle colonne CFST composite con vari materiali di confinamento e varie sezioni trasversali sotto vari carichi . Per le colonne CFST confinate con CFRP, il calcestruzzo è ancora confinato direttamente dal tubo di acciaio e questo effetto di confinamento è assolutamente rafforzato dal cilindro CFRP. Un materiale composito può anche essere considerato per valutare i suoi comportamenti, ma l’effetto confinante dovrebbe essere rivalutato derivante dal tubo di acciaio e dal cilindro in CFRP. Possiamo estendere i lavori di ricerca più approfonditi in colonne CFST confinate con CFRP, quindi viene presentato un coefficiente di confinamento equivalente, che può essere espresso ovunque , e sono le aree di sezione trasversale del tubo d’acciaio, del calcestruzzo e del cilindro CFRP, rispettivamente; e sono i punti di snervamento dell’acciaio e del CFRP, rispettivamente; è la resistenza alla compressione standard del calcestruzzo; e sono i coefficienti con considerazione della forma della sezione del materiale confinante. Poiché nella colonna composita, ci sono due materiali difform per confinare il calcestruzzo, l’effetto del contenimento è diverso dalla sezione circolare alla sezione quadrata. Generalmente, il coefficiente della sezione circolare è preso come parametro di base 1, e per la sezione quadrata, è 0,74 .

Quindi la forza composita della colonna stub può essere calcolata dalla formula derivata dalla Teoria unificata di CFST e l’equazione può essere espressa comedove e riflettere i contributi dei materiali confinanti e del calcestruzzo, rispettivamente. Possono essere calcolati con la seguente formula: dove è la media ponderata dei materiali di confinamento inclusi sia il tubo di acciaio che il cilindro CFRP, che è calcolato da

Pertanto, si consiglia di utilizzare la seguente formula per calcolare la capacità portante della colonna CFST stub confinata con CFRP.dove è l’area della sezione trasversale dell’intera colonna ed è la capacità portante calcolata dalla Teoria unificata di CFST.

4. Calcoli per Limite Teoria dell’equilibrio

4.1. Presupposti di base

In questo modello teorico per ottenere la capacità di compressione assiale, possiamo analizzare quantitativamente quanto il confinamento è influenzato dal tubo di acciaio e dal CFRP. L’interfaccia tra il tubo di acciaio e il foglio di CFRP è vincolata; lo stress radiale nel tubo di acciaio viene ignorato e il tubo di acciaio è sottoposto a stress biassiale; il materiale CFRP è elastico lineare e viene considerato solo lo stress laterale, quindi viene considerato lo stress lungo la direzione della fibra; lo stress radiale e lo stress longitudinale vengono ignorati.

Sulla base delle ipotesi di cui sopra, la capacità portante assiale finale delle colonne CFST confinate con CFRP può essere calcolata da dove, e sono rispettivamente le capacità portanti verticali del tubo di acciaio e del calcestruzzo. è la capacità portante calcolata dalla teoria dell’equilibrio limite. Nello stato di equilibrio limite, ogni parte della colonna composita può essere analizzata usando TSUST .

4.2. Twin-Shear Unified Strength Theory (TSUST)

Il TSUST considera le due maggiori sollecitazioni principali di taglio e le corrispondenti sollecitazioni normali e i loro diversi effetti sul guasto dei materiali. Quando la funzione di relazione tra loro raggiunge un valore finale, il materiale può essere definito come guasto a questo stato che è formulato come segue: dove,, e sono le principali sollecitazioni di taglio,,, e ;, e, sono le corrispondenti sollecitazioni normali sull’elemento principale di sforzo di taglio;,, e sono le principali sollecitazioni, ≥ ≥ ; è un coefficiente di ponderazione, che riflette l’effetto relativo dello stress di taglio principale intermedio o sulla resistenza dei materiali; C è uguale alla resistenza del materiale; è il coefficiente di influenza dello stress positivo sul danno materiale. Denotando il rapporto tensione-compressione come, riscriviamo (7a) e (7b) in termini di tensioni principali come segue:

4.3. Formula di ultima capacità

Dal principio della stessa area, la sezione trasversale quadrata del tubo d’acciaio può essere trasformata in una circolare. B e ts sono la lunghezza laterale e lo spessore del tubo d’acciaio quadrato, e ro e to sono rispettivamente il raggio e lo spessore del tubo d’acciaio circolare equivalente. Le formule sono mostrate come segue:

Nel frattempo, poiché il confinamento dell’acciaio quadrato è irregolare lungo il suo lato, il fattore di riduzione equivalente dovrebbe essere considerato per ridurre lo stesso confinamento del tubo d’acciaio circolare equivalente. Denotando il rapporto spessore-lunghezza laterale, l’espressione del fattore di riduzione equivalente . Nel frattempo, ci sono zone di confinamento efficaci e non efficaci del calcestruzzo all’interno del tubo d’acciaio quadrato. In questo documento, il fattore di riduzione della resistenza del calcestruzzo è considerato ignorare queste due influenze. Il fattore di riduzione della resistenza del calcestruzzo è preso come, dove è il diametro interno del tubo di acciaio circolare equivalente.

Il modello semplificato di sollecitazione del calcestruzzo confinato è illustrato nella figura 2 (a). Le sollecitazioni possono essere spiegate da . Per . Sostituendoli nell’espressione di stress di TSUST, la seguente espressione può essere ottenuta comedove è il coefficiente di stress laterale. In TSUST, può essere calcolato dalla coesione e dall’angolo di attrito allo stato di guasto del materiale. Secondo il test di Richart , è stato preso 4.1 semplicemente qui; p è il laterale stress sul cemento, e le sollecitazioni laterali in calcestruzzo sia il tubo d’acciaio e CFRP cilindro di Tipo a e c, come mostrato in Figura 1, in modo da può essere espresso bywhere sono lo spessore e il raggio di CFRP cilindro, rispettivamente; e sono lo spessore e il raggio del tubo di acciaio, rispettivamente. Mentre per il tipo b in Figura 1, il calcestruzzo deve essere diviso in calcestruzzo esterno e calcestruzzo interno sotto diverse sollecitazioni laterali. Il calcestruzzo esterno è limitato solo dal tubo d’acciaio, ma il calcestruzzo interno è considerato sia il tubo d’acciaio che il cilindro in CFRP. Quindi la capacità portante assiale del calcestruzzo può essere espressa come

Come si può vedere nella Figura 2(b), il tubo di acciaio è vincolato dal calcestruzzo interno in modo che possa sopportare un carico verticale sotto lo stato finale dell’intera colonna, η è assunto come fattore di riduzione della resistenza del tubo di acciaio, e quindi lo stato di stress dei tubi di acciaio può essere Per e, sostituirli nell’espressione di stress di TSUST, è possibile ottenere la seguente espressione:

Quindi è stato ottenuto come 0.65 per sperimentazione e dati statistici, quindi la capacità finale del tubo di acciaio può essere calcolata da

Infine, la capacità finale della colonna CFST confinata con CFRP può essere espressa come segue:

5. Confronto e analisi

I tre tipi di colonne stub CFST confinate in CFRP mostrati in Figura 1 sono stati testati sotto compressione assiale . I calcoli e, ottenuti rispettivamente dalla Teoria unificata di CFST e dalla teoria dell’equilibrio limite, sono elencati nella Tabella 1 insieme ai risultati del test . I risultati calcolati entrambi hanno un buon accordo con i risultati dei test entro piccoli errori inferiori al 20%. Confrontando il valore di / e / mostrato nella Tabella 1, possiamo scoprire che ottenuto con il metodo di equilibrio limite è più accurato e affidabile di quello ottenuto con il metodo della Teoria unificata di CFST. D’altra parte, il metodo della Teoria unificata di CFST è semplice e facile da realizzare poiché considera solo la colonna come un materiale composito, mentre il metodo del metodo di equilibrio limite è complicato poiché applica TSUST per analizzare ogni componente della colonna composita. Di conseguenza, questi due metodi possono entrambi essere applicati per studiare la capacità portante assiale delle colonne CFST stub confinate con CFRP e possono fornire riferimento per la progettazione ingegneristica. Quindi la capacità portante assiale delle colonne CFST pure può essere prevista dal metodo di equilibrio limite al fine di valutare il miglioramento della capacità portante dovuto al confinamento del CFRP. Esaminando i risultati dei test, il tasso di aumento della capacità portante è descritto come l’espressione di (Nt-NCFST)/NCFST come mostrato nella Tabella 1. È stato riscontrato che il tasso medio di miglioramento della capacità portante delle colonne CFST confinate con CFRP è del 16,4% rispetto alle colonne CFST pure. Poiché lo strato del CFRP è molto sottile, è dimostrato che la capacità portante delle colonne composite migliora più delle colonne pure corrispondenti del CFST con quasi la stessa area della sezione trasversale. Pertanto, è molto applicabile utilizzare CFRP per rafforzare la colonna CFST e le colonne composite possono comportare risparmi significativi nelle dimensioni della colonna, che alla fine realizzano la potenza del materiale e apportano benefici economici.

Attraverso l’analisi dei dati dei risultati calcolati e sperimentali, si può scoprire che la resistenza del calcestruzzo e le proporzioni relative di CFRP e acciaio sono i principali parametri per influenzare la capacità portante assiale della colonna composita. Il meccanismo di confinamento del CFRP e il miglioramento della capacità portante assiale devono essere convalidati, quindi le proporzioni relative di CFRP e acciaio vengono proposte secondo il concetto di coefficiente di confinamento equivalente (1). Le proporzioni relative di CARBONIO e acciaio considera la forza, il contenuto, e limitare l’effetto della forma della sezione, che è,

Dal momento che i risultati del test della capacità portante del stub colonne hanno un certo grado di dispersione e di alcuni parametri devono essere presi come lo stesso valore, calcolato cuscinetto assiale capacità di Ncc è usato per descrivere la capacità portante di valorizzazione del rapporto con l’espressione di (Ncc-NCFST)/NCFST, che riflette la funzione di CFRP cilindro per limitare la CFST colonna, dove NCFST è il valore calcolato per il puro corrispondente CFST colonna. Ncc è ottenuto dalla teoria dell’equilibrio limite.

La relazione tra (Ncc − NCFST)/NCFST e per i tre tipi di colonne composite è mostrata in Figura 3. In riferimento ai dati sperimentali nella Tabella 1, fck di tipo b e tipo c è preso come 40,15 MPa simile al tipo a, e Figura 3 (a) mostra la relazione tra (Ncc − NCFST)/NCFST e sotto la stessa resistenza del calcestruzzo. La relazione è lineare e direttamente proporzionale alle colonne composite rivestite di CFRP con il CFRP circolare esterno o il CFRP quadrato esterno perché il cilindro esterno di CFRP rafforza l’intera colonna di CFST. Ma per le colonne confinate con CFRP circolari interne, non esiste una proporzione lineare perché il CFRP interno rafforza direttamente il calcestruzzo interno. Si può anche scoprire che il CFRP circolare esterno ha il miglior effetto di confinamento per fornire il più alto rapporto di miglioramento della capacità portante alle stesse proporzioni relative di CFRP e acciaio. Nel frattempo, il CFRP quadrato esterno fa meglio del CFRP circolare interno come mostrato nella Figura 3 (a), cioè il CFRP come giacche esterne può fornire il confinamento migliore di quello interno. D’altra parte, scegliamo i parametri di base delle colonne esterne CFRP-confinate CFST nella Tabella 1 per ottenere la relazione tra (Ncc−NCFST)/NCFST e sotto diversa resistenza del calcestruzzo come mostrato in Figura 3(b). Per ogni gruppo, il tubo d’acciaio ed il calcestruzzo sono gli stessi, in modo dal rapporto di potenziamento di capacità portante è lineare e diretto proporzionale al contenuto del cilindro del CFRP. Tra i quattro gruppi, con la diminuzione della resistenza del calcestruzzo, il rapporto di aumento della capacità portante aumenta con il miglioramento delle proporzioni relative di CFRP e acciaio. Indica che l’effetto di confinamento del CFRP aumenta con la diminuzione della resistenza del calcestruzzo. Il motivo è principalmente che i contributi del cilindro CFRP sono la resistenza di spostamento della colonna CFST, e calcestruzzo a bassa resistenza ha la migliore capacità di deformazione per rendere il CFRP giocare meglio soprattutto durante il processo di postbuckling.

(a)

(b)

(a)
(b)

Figura 3

Rapporto tra (Ncc − NCFST)/NCFST e . a) fck = 40,15. (b) fck diverso.

6. Conclusioni

Questo lavoro ha presentato uno studio comparativo di colonne tubolari in acciaio riempito di calcestruzzo (CFST) con tre diversi tipi di confinamento da polimero rinforzato con fibre di carbonio (CFRP): CFRP circolare esterno, CFRP circolare interno e CFRP quadrato esterno. CFRP-confinato colonna CFST sfrutta non solo le buone prestazioni di CFST, ma anche un sostanziale miglioramento in maggiore confinamento di CFRP. Il meccanismo di compressione e le proprietà fisiche della colonna composita sono stati analizzati in primo luogo allo scopo di studiare gli effetti di confinamento dei diversi CFRP sulle colonne CFST.

Due metodi basati sulla teoria unificata di CFST e sul metodo di equilibrio limite elastoplastico sono stati applicati per studiare la capacità portante assiale delle colonne CFST confinate con CFRP. I risultati calcolati hanno un buon accordo con i risultati del test. Attraverso l’analisi dei dati, lo studio ha confermato che i risultati del calcolo della resistenza finale del metodo di equilibrio limite sono stati trovati più accurati e affidabili di quelli della Teoria unificata di CFST. Quindi è stata prevista la capacità portante assiale delle colonne CFST pure per valutare il fattore di miglioramento della capacità portante proveniente dal confinamento del CFRP. È stato dimostrato che il rapporto medio di miglioramento è del 16,4%, dimostrando che i tre tipi di colonne CFST confinate con CFRP avevano un’ampia applicabilità.

Il CFRP può aumentare significativamente le capacità portanti dei membri del CFST perché l’azione complementare fra il tubo d’acciaio ed il calcestruzzo è rinforzata con CFRP. La relazione tra il rapporto di aumento della capacità portante e le proporzioni relative di CFRP e acciaio è quasi lineare, specialmente per le colonne avvolte da CFRP con il CFRP circolare esterno o il CFRP quadrato esterno. Attraverso un’analisi comparativa, questo studio ha confermato che il CFRP circolare esterno ha avuto il miglior effetto di confinamento e il CFRP quadrato esterno ha fatto meglio del CFRP circolare interno. L’effetto di confinamento del CFRP è aumentato con la diminuzione della resistenza del calcestruzzo ed è stato proporzionale con le proporzioni relative di CFRP e CFST sotto la stessa resistenza del calcestruzzo.

Disponibilità dei dati

Tutti i dati utilizzati per questo documento sono pubblicamente disponibili e accessibili online. Abbiamo annotato l’intero processo di costruzione dei dati e le tecniche empiriche presentate nel documento. Abbiamo dato citazioni formali in riferimenti articolo. Anche se non abbiamo attinto direttamente a queste fonti per l’analisi empirica, questi sforzi hanno confermato la nostra comprensione della portata, della scala e dell’accuratezza delle colonne CFST confinate con CFRP.

Conflitti di interesse

Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.

Riconoscimenti

Gli autori desiderano riconoscere il sostegno fornito dalla Fondazione Nazionale Cinese per la Scienza (Grant no. 51478004). Nel frattempo, il sostegno finanziario da Hebei University of Technology è anche apprezzato.