Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sửa đổi mô hình khả năng chịu tải của cột composite
Tóm tắt
Ngày nay, cột composite bê tông-thép với hình thức bao bọc toàn bộ hoặc một phần tiết diện của thép thu hút sự quan tâm rộng rãi hơn so với cột bê tông cốt thép, nhờ vào các ưu điểm đa dạng của nó. Khả năng chịu tải tối đa của một cột composite đã được dự đoán qua nhiều công thức khác nhau được quy định bởi các mã khác nhau. Trong số các mã này, EN 1994-1-1:2004 và JGJ 138-2016 thường được nhiều nhà nghiên cứu tham khảo để phân tích khả năng chịu tải của các cột composite. Các công thức được sử dụng trong những mã này dựa trên diện tích mặt cắt ngang và sức kháng kéo tương ứng của bê tông, thép và thanh cốt thép. Các yếu tố khác như đường kính của cốt ngang, khoảng cách giữa các mối nối, tỷ lệ mảnh, hệ số hình dạng, v.v., không được đưa vào tính toán. Trong nghiên cứu này, hiệu suất của các cột composite bê tông-thép chịu tải trục đã được nghiên cứu, trong đó thép được bao bọc hoàn toàn ở giữa cột bê tông cốt thép. Một quy trình điều tra thông số đã được phân tích bằng phần mềm ABAQUS trên một loạt mười tám mẫu cột composite bê tông-thép với ba chiều dài khác nhau và hai kích thước khác nhau của cốt thép dọc. Kết quả thử nghiệm được so sánh với kết quả thu được từ công thức quy định trong mã EN 1994-1-1:2004 và JGJ 138-2016. Một sự khác biệt lớn đã được phát hiện giữa kết quả thử nghiệm ABAQUS và các kết quả thu được từ các công thức quy định trong các mã kể trên. Trong nghiên cứu hiện tại, các công thức đó đã được sửa đổi tương ứng bằng cách ghi lại các tham số chiều dài và các hệ số tải bằng cách sử dụng phân tích hồi quy.
Từ khóa
#cột composite #bê tông-thép #khả năng chịu tải #phân tích hồi quy #ABAQUSTài liệu tham khảo
Angst UM, Geiker MR, Michel A, Gehlen C, Hong Wong O, Isgor B, Elsener B, Hansson CM, François R, Hornbostel K, Polder R, Alonso MC, Sanchez M, Correia MJ, Maria Criado A, Buenfeld SN (2017) The steel-concrete interface. Mater Struct 50(2):1–24. https://doi.org/10.1617/s11527-017-1010-1
Kim H-G, Jeong C-Y, Kim D-H, Kim K-H (2020) Confinement effect of reinforced concrete columns with rectangular and octagon-shaped spirals. Sustainability 12(19):7981. https://doi.org/10.3390/su12197981
Rath B, Deo S, Ramtekkar G (2022) An experimental study on strength and durability of glass fiber reinforced cement concrete with partial replacement of cement and sand with coal ashes available in Central Chhattisgarh Region. Curr Appl Sci Technol. https://doi.org/10.55003/cast.2022.01.22.010
Karbhari VM, Eckel DA, Tunis GC III (1993) Strengthening of concrete column stubs through resin infused composite wraps. J Thermoplast Compos Mater 6(2):92–107. https://doi.org/10.1177/089270579300600201
Rath B, Debnath R, Praveenkumar TR, Sakhlecha M (2022) An innovative technique for internal curing of concrete with brick aggregate, nanoparticles of Al2O3 and rubber latex. Innov Infrastruct Solut 7(1):1–15. https://doi.org/10.1007/s41062-021-00673-z
Rath B, Deo S, Ramtekkar G (2017) Durable glass fiber reinforced concrete with supplimentary cementitious materials. Int J Eng Trans A Basics 30(7):964–971. https://doi.org/10.5829/ije.2017.30.07a.05
Rath B, Deo S, Ramtekkar G (2020) A proposed mix design of concrete with supplementary cementitious materials by packing density method. Iran J Sci Technol Trans Civ Eng 44(2):615–629. https://doi.org/10.1007/s40996-020-00362-4
Wang Q, Shi Q, Tao Y (2016) Experimental and numerical studies on the seismic behavior of steel reinforced concrete compression-bending members with new-type section steel. Adv Struct Eng 19(2):255–269. https://doi.org/10.1177/1369433215624320
Jacobs V, William P, Goverdhan AV (2011) Review and comparison of encased composite steel-concrete column detailing requirements. In: Composite construction in steel and concrete VI. pp 427–441. https://doi.org/10.1061/41142(396)35
Soliman KZ, Arafa AI, Elrakib TM (2013) Review of design codes of concrete encased steel short columns under axial compression. HBRC J 9(2):134–143. https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2013.02.002
Hsu H-L, Jan F-J, Juang J-L (2009) Performance of composite members subjected to axial load and bi-axial bending. J Constr Steel Res 65(4):869–878. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2008.04.006
Zhao G, Zhang M, Li Y (2009) Behavior of slender steel concrete composite columns in eccentric loading. J Shanghai Univ English Ed 13(6):481–488. https://doi.org/10.1007/s11741-009-0611-2
Tunc G, Dakhil A, Mertol HC (2021) Experimental analysis of the behavior of composite column-reinforced concrete beam joints. Arab J Sci Eng 46(11):10785–10801. https://doi.org/10.1007/s13369-021-05545-3
Rath B, Garoma S, Kudama R, Agon EC, Tadese T, Gutema EM (2022) Effect of different width ratio and transversal link pattern on the load carrying capacity of partially encased composite column. Asian J Civ Eng. https://doi.org/10.1007/s42107-022-00498-w
Mostafa M, Wu T, Liu X, Fu B (2019) The composite steel reinforced concrete column under axial and seismic loads: a review. Int J Steel Struct 19(6):1969–1987. https://doi.org/10.1007/s13296-019-00257-9
Wang Q, Shi Q, Tian H (2015) Seismic behavior of steel reinforced concrete (SRC) joints with new-type section steel under cyclic loading. Steel Compos Struct 19(6):1561–1580. https://doi.org/10.12989/scs.2015.19.6.1561
Fukuhara M, Minami K (2008) Seismic performance of new type steel-concrete composite structures considering characteristic both SRC and CFT structures. In: Proceedings of 14th world conference on earthquake engineering, Beijing, China, October
Fang L, Zhang B, Jin G-F, Li K-W, Wang Z-L (2015) Seismic behavior of concrete-encased steel cross-shaped columns. J Constr Steel Res 109:24–33. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2015.03.001
Yang BS, Li YY (2012) Study on the behaviors of steel reinforced concrete columns. Adv Mater Res 368:248–252. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109980
Jiang H, Li Y, Zhu J (2017) Numerical simulation of mega steel reinforced concrete columns with different steel sections. Struct Des Tall Spec Build 26(1):e1304. https://doi.org/10.1002/tal.1304
Weng CC, Yen SI (2002) Comparisons of concrete-encased composite column strength provisions of ACI code and AISC specification. Eng Struct 24(1):59–72. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(01)00067-0
Furlong RW, Hsu C-TT, Mirza SA (2004) Analysis and design of concrete columns for biaxial bending-overview. Struct J 101(3):413–422
Bresler B (1960) Design criteria for reinforced columns under axial load and biaxial bending. J Proc 57(11):481–490
Hassoun MN, Al-Manaseer A (2020) Structural concrete: theory and design. Wiley, New York
Chen SF, Teng JG, Chan SL (2001) Design of biaxially loaded short composite columns of arbitrary section. J Struct Eng 127(6):678–685. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127:6(678)
Wang GG, Hsu C-TT (1992) Complete biaxial load-deformation behavior or RC columns. J Struct Eng 118(9):2590–2609. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1992)118:9(2590)
Al-Ansari MS, Afzal MS (2020) Mathematical model for analysis of uniaxial and biaxial reinforced concrete columns. Adv Civ Eng 2020:1–13. https://doi.org/10.1155/2020/8868481
Abdel-Karim M, Abdel-Rahman GT, Said M, Shaaban IG (2018) Proposed model for strength analysis of HSC eccentrically loaded slender columns. Mag Concr Res 70(7):340–349. https://doi.org/10.1680/jmacr.17.00137
C. E. N. En, 1-1, Eurocode 4: (1994) Design of composite steel and concrete structures. Part 1-1 Gen. rules Build
Committee CBS (2016) National Standard of the People’s Republic of China: Code for Design of Composite Structures (JGJ 138–2016). China Architecture & Building Press, Beijing
Lai B, Liew JYR, Xiong M (2019) Experimental study on high strength concrete encased steel composite short columns. Constr Build Mater 228:1–10. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.08.021
BSI, BS EN 1993-1-1: 2005 (2005) Eurocode 3. Design of steel structures-Part 1.1: general rules and rules for buildings. BSI London, UK
Chen S, Wu P (2017) Analytical model for predicting axial compressive behavior of steel reinforced concrete column. J Constr Steel Res 128:649–660. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.10.001
Kim C-S, Park H-G, Chung K-S, Choi I-R (2012) Eccentric axial load testing for concrete-encased steel columns using 800 MPa steel and 100 MPa concrete. J Struct Eng 138(8):1019–1031. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000533
Kim C-S, Park H-G, Chung K-S, Choi I-R (2014) Eccentric axial load capacity of high-strength steel-concrete composite columns of various sectional shapes. J Struct Eng 140(4):4013091. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000879
Zhu W-Q, Meng G, Jia J-Q (2014) Experimental studies on axial load performance of high-strength concrete short columns. Proc Inst Civ Eng Build 167(9):509–519. https://doi.org/10.1680/stbu.13.00027
Hadi MNS, Ibrahim AA, Sheikh MN (2018) Behavior of high-strength concrete columns reinforced with galvanized steel equal-angle sections under different loading conditions. J Struct Eng 144(7):4018070. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002071
Bae S, Bayrak O (2003) Early cover spalling in high-strength concrete columns. J Struct Eng 129(3):314–323. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:3(314)
Foster SJ, Liu J, Sheikh SA (1998) Cover spalling in HSC columns loaded in concentric compression. J Struct Eng 124(12):1431–1437. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1998)124:12(1431)
Lai B, Liew JYR, Wang T (2019) Buckling behaviour of high strength concrete encased steel composite columns. J Constr Steel Res 154:27–42. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2018.11.023
Mirza SA, Hyttinen V, Hyttinen E (1996) Physical tests and analyses of composite steel–concrete beam-columns. J Struct Eng 122(11):317–326. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1996)122:11(1317)
Naka T, Morita K, Tachibana M (1977) Strength and hysteretic characteristics of steel-reinforced concrete columns (in Japanese). Trans Archit Inst Jpn 250:47–58. https://doi.org/10.3130/aijsaxx.260.0_47
Yokoo Y, Wakabayashi M, Suenaga Y (1967) Experimental studies on steel concrete members with H-shape steel (in Japanese). Trans AIJ 136:1–7