Komparativ Studie AV CFRP-Begrenset CFST Stub Kolonner Under Aksial Komprimering

Abstract

dette papiret presenterte en komparativ studie av betongfylte stål rørformede (CFST) stub kolonner med tre forskjellige inneslutning typer fra karbonfiberforsterket polymer (CFRP): ytre sirkulær CFRP, indre sirkulær CFRP, og ytre firkantet CFRP. Kompresjonsmekanismen og de fysiske egenskapene til komposittkolonnen ble analysert for det første med sikte på å undersøke innesluttingseffekten AV CFRP. Ultimate aksial bæreevne av disse tre CFRP-begrenset CFST kolonner ble beregnet basert på Enhetlig Teori OM CFST og elastoplastic grense likevekt teori, henholdsvis. I mellomtiden blir de tilsvarende testene vedtatt for å validere muligheten for de to beregningsmodellene. Gjennom dataanalyse, studien bekreftet ultimate styrke beregningsresultater av grensen likevekt metoden ble funnet å være mer pålitelig og omtrentlig til testresultatene enn De Av Unified Theory OF CFST. Deretter ble den aksiale bæreevnen til den rene CFST-kolonnen spådd for å evaluere forholdet mellom de tre typer komposittkolonner. Det ble vist at gjennomsnittlig forbedringsforhold er 16,4 prosent, noe som viser AT CFRP-begrensede CFST-kolonner hadde en bred teknisk anvendelighet. Gjennom en komparativ analyse bekreftet denne studien også at ytre sirkulær CFRP hadde den beste inneslutningseffekten, og ytre kvadratisk CFRP gjorde det bedre enn indre sirkulær CFRP. Inneslutning effekten AV CFRP økte med reduksjon av betong styrke, og det var proporsjonal med relative andeler AV CFRP og stål under samme betong styrke.

1. Introduksjon

Karbonfiberforsterkede polymerer (Cfrp) har blitt mye brukt i reparasjon og ettermontering av mangelfulle strukturer de siste tiårene, fordi eksternt bundet CFRP-materiale i form av ark eller plater er spesielt godt egnet for bøyning og skjær . I mange ingeniørfelt HAR CFRP-metallkompositttankene eller rørene blitt brukt mye, for eksempel bensintank som brukes i motorkjøretøy og rørledningssystem for transport av høytrykksgass eller væske som brukes i kommunalteknikk eller kjemisk ingeniørfag. Cfrp materialer, som eksterne jakker for inneslutning av armert betong kolonner, kan forbedre styrke og duktilitet . De overlegne mekaniske og fysiske egenskapene til CFRP gjør dem til gode kandidater til å reparere og ettermontere stålkonstruksjoner også. Betongfylte stålrørformede (CFST) strukturer har blitt studert og brukt i sivilingeniør i mange år . Stålrør er imidlertid utsatt for nedbrytning på grunn av korrosjon og dens tynnveggede del før betongherding, noe som resulterer i reduksjon av AKSIAL styrke AV CFST-kolonnen . DERFOR KAN cfrp-metallrøret også brukes i ingeniørfag, for eksempel har cfrp-stålkomposittrøret fylt med betong blitt brukt som kolonne, OG CFRP har også blitt brukt til å forsterke skadet CFST-kolonne . Som diskutert Av Gu, Li et al. , Og Wang et al. , det meste av forskningen har fokusert på bruk CFRP FOR CFST struktur. Karbonfiberplater eller plater er festet til et stålrør eller betong i ET CFST-medlem for å øke lagerkapasiteten og duktiliteten. Det ble konkludert med at den ultimate lateral styrke og bøyestivhet AV CFRP-reparerte CFST bjelke-kolonner økte med det økende antall CFRP lag. I mellomtiden økte duktiliteten til prøver noe med antall CFRP-lag. Og, som diskutert Av Tao et al. cfrp-sylinderen kan også hindre buckling av stubkolonnen som fører til dramatiske forbedringer i buckling og postbuckling oppførsel av hele systemet. Wang et al. gjennomført aksial komprimering eksperimenter for trettito sirkulære CFRP-begrenset CFST kolonner og tjuefire kvadrat CFRP-begrenset CFST kolonner. Analyser av de testede resultatene viser at stålrøret og dets ytre cfrp-materiale kan samarbeide både langsgående og tverrgående. Derfor trekker alle disse studiene på konseptene at komplementær handling mellom stålrør og betong ble styrket gjennom høyere inneslutning AV CFRP.

ved ovennevnte forskning har også andre typer komposittkolonner blitt foreslått. Karimi et al. foreslått EN TYPE frp-innkapslet stål-betong kompositt kolonner der en sirkulær FRP ble plassert rundt stål I-delen og hadde betongen fylt mellom stål i-delen og FRP røret. Feng et al. foreslått en stålbetong-frp-betongkolonne som hadde et firkantet stålrør som ytre lag og et sirkulært filamentviklet FRP-rør som det indre laget, med betong fylt både mellom disse to lagene og i FRP-røret. Resultatene av disse studiene viste at styrken av betong, FRP og stål effektivt kunne utnyttes i komposittkolonnene.

alle disse forskningsresultatene bekreftet at komposittkolonnen har sin mulighet i teoretisk forskning og ingeniørpraksis, og viser et stort potensial for mer utvikling. Trykkfasthet er en viktig parameter for strukturelle medlemmer, og de fleste av disse undersøkelsene nevnt ovenfor var konsentrert på superposisjon metoden for å beregne den ultimate trykkfasthet, så ulike formler ble utledet for hvert tverrsnitt AV CFRP-begrenset CFST kolonner. Derfor er formålet med dette papiret å bygge enhetlige metoder som gjelder for ulike deler av komposittkolonnen ved ideen Om Enhetlig TEORI OM CFST og begrens likevektsteori. Fokus for denne studien er å undersøke tre ulike teknologi Cfrp å styrke CFST stub kolonner gjennom en komparativ studie av tre ulike inneslutning typer: ytre sirkulær CFRP, indre sirkulær CFRP, og ytre firkantet CFRP. Kompressive mekanisme og fysiske egenskaper av disse tre CFRP-begrenset CFST kolonner ble analysert først sikte på å undersøke inneslutning effekten AV CFRP PÅ CFST kolonner. To teoretiske beregningsmodeller presenteres for å oppnå den aksiale kompressive kapasiteten TIL CFRP-begrensede CFST-kolonner. Den Ene Er Den Enhetlige Teorien OM CFST : den ekvivalente inneslutningskoeffisienten foreslås med hensyn til forskjellige deler av stålrør og cfrp-sylindere, og deretter blir formler avledet Fra Enhetlig TEORI OM CFST for å forutsi lagerkapasiteten til komposittkolonnen under kompresjon. Den andre er elastoplastisk grense likevekt metode: twin-skjær unified strength theory (tdust) brukes til å analysere den endelige tilstanden av stålrør og betong, henholdsvis, og deretter den ultimate bæreevne av komposittkolonnen oppnås ved grense likevekt metoden. De teoretiske prognosene ble sammenlignet med de eksperimentelle resultatene for å validere muligheten for de to beregningsmodellene. Til slutt ble cfrp-inneslutningseffektene på den aksiale lagerkapasiteten analysert ved sammenligning av disse tre CFRP-begrensede CFST-kolonnene.

2. Arbeidsmekanisme

basert på sammendraget av eksisterende undersøkelser, vurderes tre typer CFRP-begrensede CFST-kolonner med forskjellige cfrp-inneslutninger, inkludert ytre sirkulær CFRP, indre sirkulær CFRP og ytre firkantet CFRP, som vist i Figur 1. CFRP-sylinderen er pakket utenfor den sirkulære CFST-kolonnen I type A; CFRP-sylinderen er plassert inne i kvadratet CFST I type b, OG CFRP-sylinderen er pakket utenfor den firkantede CFST-kolonnen I type C. som det fremgår av Figur 1, kan stålrør sammen med den begrensede betongen motstå den aksiale kompresjonen bemerkelsesverdig, mens CFRP-sylinderene kan gi lateral inneslutning til stålrøret eller betongen direkte og få komposittkolonnen til å oppføre seg bedre indirekte.

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)

(a)
(a)(b)
(b)(c)
(c)

Figure 1
Cross section types of CFRP-confined CFST columns. (a) Outer circular CFRP. (b) Inner circular CFRP. (c) Outer square CFRP.

Som vi alle vet, under komprimeringsprosessen av komposittkolonnene, eksisterer det horisontal deformasjon når den vertikale belastningen virker på hele delen. Ta eksemplet På type a I Figur 1, betong er fylt i det sirkulære røret innpakket AV CFRP-arket, slik at den forenklede spenningsmodellen kan plottes i Figur 2.

Figur 2
Stressmodell i komposittkolonnen under komprimering. (betong. (B) Stålrør. (c) cfrp sylinder.

Betongens horisontale deformasjonskoeffisient var liten ved begynnelsen av aksialbelastningen, slik at sidespenningen p fra stålrør og CFRP-ark ikke er tydelig. Med den økende aksiale kompresjonen begynner betongens horisontale deformasjon gradvis å øke, spesielt etter at kolonnen gir. Det ville være mange mikroskader som skjedde i betong etter at kolonnen ble inngått i plaststadiet, men BÅDE cfrp-sylinderen og stålrøret kan begrense betongen for å utsette utvidelsen. Betongen kan betraktes som tredimensjonal komprimert, stålrørene kan betraktes som tynnveggede sylindere, OG CFRP er bare strekk i omkretsretningen som vist i Figur 2. Den ultimate tilstanden vurderer følgende feilmoduser FOR CFRP-begrenset CFST-kolonne: stålrør kapping og CFRP-arkbrudd . Selv OM cfrp-sylinderen ikke har noe direkte bidrag til den aksiale lagerkapasiteten, bidrar de tverrgående fiberarkene til styrkeforbedringen ved å begrense CFST-kolonnen i sin helhet (se TYPE a, c I Figur 1) eller delvis (se type b I Figur 1), noe som fører til en høyere trykkstyrke av kolonnen. Derfor kan innpakning CFRP føre til en betydelig forbedring i den uelastiske aksiale deformasjonskapasiteten før buckling og en forbedret lastbærende kapasitet etter buckling.

3. Beregninger Av Unified Theory OF CFST

Unified Theory OF CFST ble presentert Av Professor Zhong Shan-tong i 1993 . DET betraktet CFST som en enhetlig kropp, og et nytt komposittmateriale ble brukt til å studere sin oppførsel. Det var en ny metode for å designe og forenkle designarbeidet. Unified Theory OF CFST har blitt utvidet til å beregne trykkfasthet av kompositt CFST kolonner med ulike begrensningsmaterialer og ulike tverrsnitt under ulike belastninger . For CFRP-begrensede CFST-kolonner er betongen fortsatt begrenset av stålrøret direkte, og denne begrensningseffekten styrkes absolutt av cfrp-sylinderen. Et komposittmateriale kan også vurderes for å vurdere dens oppførsel, men begrensningseffekten bør revurderes som følge av stålrøret og cfrp-sylinderen. Vi kan utvide dypere forskning fungerer I CFRP-begrenset CFST kolonner, så en tilsvarende inneslutning koeffisient presenteres, som kan uttrykkes aswhere,, og er tverrsnitt områder av stålrør, betong, og cfrp sylinder, henholdsvis; og er utbyttet styrker av stål og cfrp, henholdsvis; er standard trykkfasthet av betong; og er koeffisientene med hensyn til delen form av begrensende materiale. Fordi i komposittkolonnen er det to forskjellige materialer for å begrense betong, er effekten av fastholdelse forskjellig fra sirkulær seksjon til firkantet seksjon. Generelt er koeffisienten av sirkulær seksjon tatt som grunnparameter 1, og for kvadratisk seksjon er den 0,74 .

da kan komposittstyrken til stubkolonnen beregnes med formelen avledet Fra Unified Theory OF CFST, og ligningen kan uttrykkes somhvor og reflekterer bidragene fra henholdsvis begrensende materialer og betong. De kan beregnes med følgende formel: hvor er det veide gjennomsnittet av begrensningsmaterialene, inkludert både stålrøret og cfrp-sylinderen, som beregnes med

derfor anbefales det å bruke følgende formel for å beregne lagerkapasiteten TIL CFRP-begrenset CFST-stubkolonne.hvor er tverrsnittsarealet av hele kolonnen og er lagerkapasiteten beregnet Ved Enhetlig TEORI OM CFST.

4. Beregninger etter Grensevektsteori

4.1. Grunnleggende Forutsetninger

i denne teoretiske modellen for å oppnå den aksiale trykkkapasiteten, kan vi kvantitativt analysere hvor mye inneslutningen påvirkes av stålrøret og CFRP. Grensesnittet mellom stålrøret og cfrp-arket er begrenset; det radiale stresset i stålrøret ignoreres, og stålrøret er under biaksial stress; CFRP-materialet er lineært elastisk, og bare sidespenningen vurderes, slik at spenningen langs fiberretningen vurderes; det radiale stresset og det langsgående stresset ignoreres.

basert på de ovennevnte forutsetninger, den ultimate aksiale bæreevne AV CFRP-begrenset CFST kolonner kan beregnes bywhere, og er vertikale bæreevne av stålrør og betong, henholdsvis. er lagerkapasiteten beregnet av grensevektsteori. I tilstanden av grensevekt kan hver del av komposittkolonnen analyseres VED HJELP AV TSUST .

4.2. Twin-Shear Unified Strength Theory (TSUST)

TSUST vurderer de to større hovedskjærspenningene og de tilsvarende normale spenningene og deres forskjellige effekter på materialfeil. Når relasjonsfunksjonen mellom dem når en endelig verdi, kan materialet defineres som feil i denne tilstanden som er formulert som følger: hvor,, og er de viktigste skjærspenninger,,, og;, og er de tilsvarende normale spenningene på hovedskjærspenningselementet; , , og er de viktigste spenningene, ≥ ≥ ; er en vektingskoeffisient, som reflekterer den relative effekten av den mellomliggende hovedskjærspenningen eller på materialets styrke; C er lik materialstyrken; er påvirkningskoeffisienten av positiv stress på materiell skade. Betegner forholdet mellom spennings-kompresjonsstyrke som, vi omskriver (7a) og (7b)når det gjelder hovedspenninger som følger:

4.3. Formel For Ultimate Kapasitet

ved prinsippet om samme område kan kvadrattverrsnittet av stålrøret omdannes til en sirkulær. B og ts er sidelengden og tykkelsen på det firkantede stålrøret, og ro og to er radius og tykkelse av henholdsvis det tilsvarende sirkulære stålrøret. Formlene er vist som følger:

I Mellomtiden, Fordi inneslutning av kvadratisk stål er ujevn langs sin side, bør den tilsvarende reduksjonsfaktoren vurderes for å redusere den samme inneslutning av ekvivalent sirkulært stålrør. Betegner tykkelse-side lengdeforhold, uttrykket av den tilsvarende reduksjonsfaktoren . I mellomtiden er det effektive og ikke-effektive begrensningssoner av betongen inne i det firkantede stålrøret. I dette papiret anses betongstyrkereduksjonsfaktoren å ignorere disse to påvirkningene. Betongfasthetsreduksjonsfaktoren er tatt som, Hvor Er innerdiameteren til det tilsvarende sirkulære stålrøret.

den forenklede spenningsmodellen for begrenset betong er vist I Figur 2 (a). Stressene kan bli explicated av . For . Ved å erstatte dem i STRESSUTTRYKKET AV TSUST, kan følgende uttrykk oppnås somhvor er den laterale spenningskoeffisienten. I TSUST, kan beregnes ved kohesjon og friksjonsvinkel ved materialfeilstatus. Ifølge testen Av Richart, har blitt tatt som 4.1 bare her; p er sidespenningen på betongen, og sidespenningen på betong er fra både stålrøret og CFRP-sylinderen For type a og c som vist i Figur 1, slik at den kan uttrykkes avhvor er tykkelsen og radiusen til cfrp-sylinderen henholdsvis; og er tykkelsen og radiusen til stålrøret, henholdsvis. Mens For type b I Figur 1, bør betongen deles inn i utvendig betong og intern betong under forskjellige sidespenninger. Utvendig betong er bare begrenset av stålrøret, men innvendig betong betraktes som både stålrøret og cfrp-sylinderen. Da kan betongens aksiale lagerkapasitet uttrykkes som

som det fremgår Av Figur 2 (b), stålrøret er begrenset av innvendig betong, slik at det kan bære litt vertikal belastning under den ultimate tilstanden til hele kolonnen . For og , erstatt dem i stressuttrykket AV TSUST, kan følgende uttrykk oppnås:

ble deretter oppnådd som 0.65 ved eksperimentering og statistiske data, så den ultimate kapasiteten til stålrøret kan beregnes med

Til Slutt kan den ultimate kapasiteten TIL CFRP-begrenset CFST-kolonne uttrykkes som følger:

5. Sammenligning Og Analyse

de tre typene CFRP-begrensede CFST-stubkolonner vist i Figur 1 er testet under aksial komprimering . Beregninger og, oppnådd ved Unified Theory OF CFST og limit equilibrium theory, henholdsvis, er oppført i Tabell 1 sammen med testresultatene . De beregnede resultatene har begge god avtale med testresultatene innen små feil under 20%. Sammenligning av verdien av / og / vist I Tabell 1, kan vi finne at oppnådd ved grensevektmetoden er mer nøyaktig og pålitelig enn oppnådd ved Metoden For Enhetlig TEORI OM CFST. På den annen side er metoden For Enhetlig TEORI OM CFST enkel og lett å realisere siden den bare vurderer kolonnen som ett komposittmateriale, mens metoden for grense likevektsmetode høres komplisert siden DEN gjelder TSUST for å analysere hver komponent i komposittkolonnen. Derfor kan disse to metodene begge brukes til å undersøke den aksiale lagerkapasiteten TIL CFRP-begrensede CFST-stubkolonner, og de kan gi referanse til ingeniørdesign. Deretter kan aksial lagerkapasitet av rene CFST-kolonner forutsies av limit equilibrium-metoden for å evaluere lagerkapasitetsforbedringen på GRUNN AV cfrp-inneslutningen. Ved å gjennomgå testresultater beskrives bæreevnen som uttrykket For (NT-NCFST)/NCFST som vist i Tabell 1. Det ble funnet at gjennomsnittlig bæreevne forbedring rate AV CFRP-begrenset CFST stub kolonner er 16.4 prosent sammenlignet med ren CFST kolonner. FORDI cfrp-arket er veldig tynt, er det påvist at lagerkapasiteten til komposittkolonnene forbedrer mer enn de tilsvarende rene CFST-kolonnene med nesten samme tverrsnittsareal. Derfor er DET svært aktuelt å bruke CFRP for å styrke CFST-kolonnen, og komposittkolonnene kan resultere i betydelige besparelser i kolonnestørrelse, som til slutt innser materialets styrke og gir økonomiske fordeler.

Typer Prøver (mm) (MPa) (mm) (mm2) (MPa) (kN) (Kn) (kn) (kn) / / NCFST (kN)) (%) Kilder
a 1-2.5 0.17 1260 2.5 1013.2 350 40.15 1294 859.2 1176.5 1293.7 0.92 1.00 1060.5 22.0
1–3.5 0.17 1260 3.5 1440.4 310 40.15 1348 959.1 1285.4 1408.0 0.95 1.04 1175.5 14.7
1–4.5 0.17 1260 4.5 1880.2 310 40.15 1698 1103.6 1446.2 1575.6 0.85 0.93 1341.7 26.0
2–2.5 0.34 1260 2.5 1013.2 350 40.15 1506 859.2 1293.3 1430.9 0.86 0.95 1060.5 42.0
2–3.5 0.34 1260 3.5 1440.4 310 40.15 1593 959.1 1395.0 1540.1 0.86 0.97 1175.5 35.5
2-4.5 0.34 1260 4.5 1880.2 310 40.15 1846 1103.6 1505.4 1702.0 0.82 0.92 1341.7 37.6
b SC41 0.167 1500 4 2400 295 53.6 2215 1850.5 2175.8 2341.1 0.98 1.06 2090.1 5.9
SC42 0.334 1500 4 2400 295 53.6 2275 1850.5 2261.3 2443.7 0.99 1.07 2090.1 8.8
SC51 0.167 1500 5 3000 295 53.6 2485 2011.9 2326.4 2477.8 0.94 0.99 2244.0 10.7
SC52 0.334 1500 5 3000 295 53.6 2585 2011.9 2407.9 2356.7 0.93 0.91 2244.0 15.2
SC61 0.167 1500 6 3600 295 53.6 2710 2173.4 2472.8 2801.1 0.91 1.03 2394.3 13.2
SC62 0.334 1500 6 3600 295 53.6 2775 2173.4 2550.0 2677.3 0.92 0.96 2394.3 15.9
c A-1 0.111 4900 3.5 1960 300 22.3 1107 982.5 1166.3 1110.7 1.05 1.00 1015.9 9.0
A-2 0.222 4900 3.5 1960 300 22.3 1129 982.5 1272.3 1192.6 1.13 1.06 1015.9 11.1
A-3 0.333 4900 3.5 1960 300 22.3 1222 982.5 1380.2 1285.4 1.13 1.06 1015.9 20.3
B-1 0.111 4900 3.5 1960 300 26.4 1200 1055.0 1260.5 1228.5 1.05 1.02 1111.3 8.0
B-2 0.222 4900 3.5 1960 300 26.4 1237 1055.0 1365.7 1266.3 1.10 1.02 1111.3 11.3
B-3 0.333 4900 3.5 1960 300 26.4 1294 1055.0 1472.6 1305.6 1.14 1.01 1111.3 16.4
C-1 0.111 4900 3.5 1960 300 32.8 1204 1168.2 1409.3 1297.1 1.17 1.08 1261.1 -4.5
C-2 0.222 4900 3.5 1960 300 32.8 1300 1168.2 1513.8 1352.5 1.16 1.04 1261.1 3.1
C-3 0.333 4900 3.5 1960 300 32.8 1400 1168.2 1619.8 1405.9 1.16 1.00 1261.1 11.0
Av-1 0.111 4900 3.5 1960 300 40 1601 1295.6 1578.0 1502.1 0.99 0.94 1430.5 11.9
D-2 0.222 4900 3.5 1960 300 40 1742 1295.6 1682.2 1655.4 0.97 0.95 1430.5 21.8
D-3 0.333 4900 3.5 1960 300 40 1815 1295.6 1787.8 1797.6 0.99 0.99 1430.5 26.9
Tabell 1
Sammenligning av beregninger og testresultater.

gjennom dataanalyse av de beregnede og eksperimentelle resultatene kan det bli funnet at betongstyrke og de relative proporsjonene AV CFRP og stål er hovedparametrene for å påvirke den aksiale lagerkapasiteten til komposittkolonnen. Begrensningsmekanismen FOR CFRP og aksial lagerkapasitetsforbedring må valideres, slik at de relative proporsjonene AV CFRP og stål foreslås i henhold til begrepet ekvivalent inneslutningskoeffisient (1). De relative proporsjonene AV CFRP og stål vurderer styrke, innhold og begrensende effekt av seksjonsform, det vil si

Siden testresultatene av lagerkapasiteten til stubkolonnene har en viss grad av dispersjon og noen parametere må tas som samme verdi, brukes den beregnede aksiale lagerkapasiteten Ncc til å beskrive forholdet mellom lagerskapasitetsforbedring med uttrykket av (Ncc-NCFST)/NCFST, som reflekterer FUNKSJONEN TIL cfrp-sylinderen for å begrense CFST-kolonnen, hvor NCFST er den beregnede verdien for den tilsvarende rene CFST-KOLONNEN. Ncc er oppnådd ved grensevektsteori.

forholdet mellom (Ncc-NCFST − / NCFST og for de tre typene sammensatte kolonner er vist i Figur 3. I referanse til forsøksdataene I Tabell 1 er fck Av type b og type c tatt som 40,15 MPa lik type a, Og Figur 3 (a) viser forholdet mellom (Ncc-NCFST) / NCFST og under samme betongstyrke. Forholdet er lineært og direkte proporsjonalt MED DE CFRP-innpakket komposittkolonnene med den ytre sirkulære CFRP eller ytre firkantede CFRP fordi den ytre cfrp-sylinderen styrker HELE CFST-kolonnen. Men for de indre sirkulære cfrp-begrensede kolonnene er det ingen lineær andel fordi indre CFRP bare styrker sin indre betong direkte. Det kan også bli funnet at ytre sirkulær CFRP har den beste inneslutningseffekten for å gi det høyeste forholdet mellom bæreevne og samme relative proporsjoner AV CFRP og stål. I mellomtiden gjør ytre firkantet CFRP bedre enn indre sirkulær CFRP som vist i Figur 3 (a), det VIL SI CFRP som eksterne jakker kan gi bedre inneslutning enn den indre. På den annen side velger vi de grunnleggende parametrene for ytre firkantede CFRP-begrensede CFST-kolonner I Tabell 1 for å få forholdet mellom (Ncc-NCFST)/NCFST og under forskjellig betongstyrke som vist i Figur 3 (b). For hver gruppe er stålrøret og betongen det samme, så forholdet mellom bæreevne er lineært og direkte proporsjonalt med INNHOLDET I cfrp-sylinderen. Blant de fire gruppene, med reduksjon av betongstyrke, øker forholdet mellom bæreevne med forbedring av relative proporsjoner AV CFRP og stål. Det indikerer at inneslutningseffekten AV CFRP øker med reduksjon av betongstyrke. Årsaken er hovedsakelig at BIDRAGENE FRA cfrp-sylinderen er forskyvningsmotstanden TIL CFST-kolonnen, og lavfast betong har bedre deformasjonskapasitet for å gjøre CFRP-spillet bedre, spesielt under postbuckling-prosessen.

(a)
(a)
(b)
(b)

(a)
(a) (b)
(b)

Figur 3
Forholdet Mellom (Ncc-NCFST) / NCFST og . (a) fck = 40.15. (B) Forskjellige fck.

6. Konklusjoner

dette papiret presenterte en komparativ studie av betongfylte stålrørformede (CFST) stubkolonner med tre forskjellige inneslutningstyper fra karbonfiberforsterket polymer (CFRP): ytre sirkulær CFRP, indre sirkulær CFRP og ytre firkantet CFRP. CFRP-begrenset CFST-kolonne utnytter ikke bare DEN GODE ytelsen TIL CFST, men også en betydelig forbedring i høyere inneslutning AV CFRP. Kompresjonsmekanismen og de fysiske egenskapene til komposittkolonnen ble analysert for det første med sikte på å undersøke innesluttingseffektene av de forskjellige CFRP på CFST-Kolonner.

To metoder basert På Enhetlig Teori OM CFST og elastoplastisk grense likevekt metode har blitt anvendt for å undersøke den aksiale bæreevne AV CFRP-begrenset CFST stub kolonner. De beregnede resultatene har god avtale med testresultatene. Gjennom dataanalyse bekreftet studien de ultimate styrkeberegningsresultatene av limit equilibrium method ble funnet å være mer nøyaktige og pålitelige enn For Unified Theory OF CFST. Deretter ble aksial bæreevne av rene CFST-kolonner spådd for å evaluere forbedringsfaktoren for bæreevne som kommer fra cfrp-inneslutningen. Det ble vist at gjennomsnittlig forbedringsforhold er 16,4 prosent, og viser at de tre TYPER CFRP-begrensede CFST-kolonner hadde bred anvendelighet.

CFRP kan øke CFST-medlemmenes lagerkapasitet betydelig fordi komplementær handling mellom stålrør og betong styrkes gjennom CFRP. Forholdet mellom lagerskapasitetsforbedringsforholdet og relative proporsjoner AV CFRP og stål er nesten lineært, spesielt FOR DE CFRP-innpakket kolonnene med den ytre sirkulære CFRP eller ytre firkantede CFRP. Gjennom en komparativ analyse bekreftet denne studien at ytre sirkulær CFRP hadde den beste inneslutningseffekten, og ytre kvadratisk CFRP gjorde det bedre enn indre sirkulær CFRP. Inneslutning effekten AV CFRP økte med reduksjon av betong styrke, og det var proporsjonal med relative andeler AV CFRP og CFST under samme betong styrke.

Datatilgjengelighet

Alle data som brukes til dette papiret, er offentlig tilgjengelige og tilgjengelige på nettet. Vi har kommentert hele data byggeprosessen og empiriske teknikker presentert i papiret. Vi har gitt formelle sitater i artikkel referanser. Selv om vi ikke direkte trekke på disse kildene for empirisk analyse, dette arbeidet bekreftet vår forståelse av omfanget, skala, og nøyaktigheten AV CFRP-begrenset CFST kolonner.

Interessekonflikter

forfatterne erklærer at de ikke har noen interessekonflikter.

Bekreftelser

forfatterne vil gjerne anerkjenne støtten fra Chinese National Science Foundation (Stipend Nr. 51478004). I mellomtiden er den økonomiske støtten fra Hebei University Of Technology også verdsatt.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.