स्टील पाईपपासून बनवलेल्या रबर-काँक्रीट घटकाच्या शुद्ध वाकण्याच्या चाचणीची तपासणी

Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद.तुम्ही मर्यादित CSS समर्थनासह ब्राउझर आवृत्ती वापरत आहात.सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अद्ययावत ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये सुसंगतता मोड अक्षम करा).याव्यतिरिक्त, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही शैली आणि JavaScript शिवाय साइट दर्शवतो.
एकाच वेळी तीन स्लाइड्सचे कॅरोसेल प्रदर्शित करते.एका वेळी तीन स्लाइड्समधून जाण्यासाठी मागील आणि पुढील बटणे वापरा किंवा एका वेळी तीन स्लाइड्समधून जाण्यासाठी शेवटी स्लाइडर बटणे वापरा.
चार रबर काँक्रीट स्टील पाईप (RuCFST) घटक, एक काँक्रीट स्टील पाईप (CFST) घटक आणि एक रिकामा घटक शुद्ध वाकण्याच्या परिस्थितीत तपासला गेला.मुख्य पॅरामीटर्स म्हणजे शिअर रेशो (λ) 3 ते 5 आणि रबर रिप्लेसमेंट रेशो (r) 10% ते 20%.वाकणारा क्षण-ताण वक्र, वाकणारा क्षण-विक्षेपण वक्र आणि वाकणारा क्षण-वक्रता वक्र प्राप्त होतो.रबर कोरसह कॉंक्रिटचा नाश करण्याच्या पद्धतीचे विश्लेषण केले गेले.परिणाम दर्शविते की RuCFST सदस्यांच्या अपयशाचा प्रकार बेंड फेल्युअर आहे.रबर कॉंक्रिटमधील क्रॅक समान प्रमाणात आणि कमी प्रमाणात वितरीत केले जातात आणि कोर कॉंक्रिटमध्ये रबर भरल्याने क्रॅक विकसित होण्यास प्रतिबंध होतो.कातरणे-ते-स्पॅन गुणोत्तराचा चाचणी नमुन्यांच्या वर्तनावर फारसा परिणाम झाला नाही.रबर रिप्लेसमेंट रेटचा झुकणारा क्षण सहन करण्याच्या क्षमतेवर थोडासा प्रभाव पडतो, परंतु नमुन्याच्या झुकण्याच्या कडकपणावर निश्चित प्रभाव पडतो.रिकाम्या स्टील पाईपच्या नमुन्यांच्या तुलनेत रबर काँक्रीट भरल्यानंतर, वाकण्याची क्षमता आणि वाकणे कडकपणा सुधारला जातो.
त्यांच्या चांगल्या भूकंपीय कार्यक्षमतेमुळे आणि उच्च वहन क्षमतेमुळे, पारंपारिक प्रबलित कंक्रीट ट्यूबलर स्ट्रक्चर्स (CFST) आधुनिक अभियांत्रिकी सराव 1,2,3 मध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.रबर कॉंक्रिटचा नवीन प्रकार म्हणून, रबर कणांचा वापर नैसर्गिक समुच्चयांची अंशतः पुनर्स्थित करण्यासाठी केला जातो.रबर काँक्रीट फिल्ड स्टील पाईप (RuCFST) स्ट्रक्चर्स रबर कॉंक्रिटने स्टील पाईप्स भरून तयार केल्या जातात ज्यामुळे कंपोझिट स्ट्रक्चर्सची लवचिकता आणि ऊर्जा कार्यक्षमता वाढते.हे केवळ CFST सदस्यांच्या उत्कृष्ट कामगिरीचा फायदा घेत नाही तर रबर कचऱ्याचा कार्यक्षम वापर देखील करते, जे हरित वर्तुळाकार अर्थव्यवस्थेच्या विकासाच्या गरजा पूर्ण करते5,6.
गेल्या काही वर्षांत, अक्षीय भार 7,8, अक्षीय लोड-मोमेंट परस्परसंवाद 9,10,11 आणि शुद्ध झुकता 12,13,14 अंतर्गत पारंपारिक CFST सदस्यांच्या वर्तनाचा सखोल अभ्यास केला गेला आहे.परिणाम दर्शवितात की CFST स्तंभ आणि बीमची वाकण्याची क्षमता, कडकपणा, लवचिकता आणि ऊर्जा अपव्यय क्षमता अंतर्गत काँक्रीट भरून सुधारली जाते आणि चांगली फ्रॅक्चर लवचिकता दर्शवते.
सध्या, काही संशोधकांनी एकत्रित अक्षीय भारांच्या अंतर्गत RuCFST स्तंभांच्या वर्तनाचा आणि कार्यप्रदर्शनाचा अभ्यास केला आहे.Liu आणि Liang15 यांनी लहान RuCFST स्तंभांवर अनेक प्रयोग केले, आणि CFST स्तंभांच्या तुलनेत, वाढत्या रबर प्रतिस्थापन डिग्री आणि रबर कणांच्या आकारमानासह बेअरिंग क्षमता आणि कडकपणा कमी झाला, तर लवचिकता वाढली.Duarte4,16 ने अनेक लहान RuCFST स्तंभांची चाचणी केली आणि दर्शविले की RuCFST स्तंभ वाढत्या रबर सामग्रीसह अधिक लवचिक होते.Liang17 आणि Gao18 ने देखील गुळगुळीत आणि पातळ-भिंती असलेल्या RuCFST प्लगच्या गुणधर्मांवर समान परिणाम नोंदवले.Gu et al.19 आणि Jiang et al.20 ने उच्च तापमानात RuCFST घटकांच्या वहन क्षमतेचा अभ्यास केला.परिणामांनी दर्शविले की रबर जोडल्याने संरचनेची लवचिकता वाढली.जसजसे तापमान वाढते तसतसे भार सहन करण्याची क्षमता सुरुवातीला थोडी कमी होते.Patel21 ने अक्षीय आणि अक्षीय लोडिंग अंतर्गत गोल टोकांसह लहान CFST बीम आणि स्तंभांच्या संकुचित आणि लवचिक वर्तनाचे विश्लेषण केले.कॉम्प्युटेशनल मॉडेलिंग आणि पॅरामेट्रिक विश्लेषण हे दाखवतात की फायबर-आधारित सिम्युलेशन स्ट्रॅटेजी शॉर्ट आरसीएफएसटीच्या कामगिरीचे अचूक परीक्षण करू शकतात.लवचिकता आस्पेक्ट रेशो, स्टील आणि कॉंक्रिटची ​​ताकद, आणि खोली ते जाडीच्या गुणोत्तरानुसार वाढते.सर्वसाधारणपणे, लहान RuCFST स्तंभ CFST स्तंभांसारखेच वागतात आणि CFST स्तंभांपेक्षा अधिक लवचिक असतात.
वरील पुनरावलोकनावरून असे दिसून येते की CFST स्तंभांच्या बेस कॉंक्रिटमध्ये रबर अॅडिटीव्हच्या योग्य वापरानंतर RuCFST स्तंभ सुधारतात.अक्षीय भार नसल्यामुळे, स्तंभाच्या तुळईच्या एका टोकाला निव्वळ वाकणे उद्भवते.खरं तर, RuCFST ची वाकलेली वैशिष्ट्ये अक्षीय भार वैशिष्ट्यांपेक्षा स्वतंत्र आहेत22.व्यावहारिक अभियांत्रिकीमध्ये, RuCFST संरचना अनेकदा वाकलेल्या क्षणाच्या भारांच्या अधीन असतात.त्याच्या शुद्ध वाकण्याच्या गुणधर्माचा अभ्यास भूकंपीय क्रिया23 अंतर्गत RuCFST घटकांचे विकृतीकरण आणि अपयश मोड निर्धारित करण्यात मदत करते.आरयूसीएफएसटी संरचनांसाठी, आरयूसीएफएसटी घटकांच्या शुद्ध वाकण्याच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करणे आवश्यक आहे.
या संदर्भात, शुद्ध वक्र स्टील चौरस पाईप घटकांच्या यांत्रिक गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी सहा नमुने तपासण्यात आले.या लेखाचा उर्वरित भाग खालीलप्रमाणे आयोजित केला आहे.प्रथम, रबर फिलिंगसह किंवा त्याशिवाय सहा चौरस-सेक्शन नमुने तपासले गेले.चाचणी परिणामांसाठी प्रत्येक नमुन्याच्या अपयश मोडचे निरीक्षण करा.दुसरे, शुद्ध बेंडिंगमधील RuCFST घटकांच्या कार्यक्षमतेचे विश्लेषण केले गेले आणि RuCFST च्या संरचनात्मक गुणधर्मांवर 3-5 च्या शिअर-टू-स्पॅन गुणोत्तर आणि 10-20% च्या रबर रिप्लेसमेंट रेशोच्या प्रभावावर चर्चा करण्यात आली.शेवटी, RuCFST घटक आणि पारंपारिक CFST घटकांमधील लोड-असर क्षमता आणि झुकणारा कडकपणा यांच्यातील फरकांची तुलना केली जाते.
सहा CFST नमुने पूर्ण झाले, चार रबराइज्ड कॉंक्रिटने भरले, एक सामान्य कॉंक्रिटने भरले, आणि सहावा रिकामा.रबर चेंज रेट (r) आणि स्पॅन शीअर रेशो (λ) च्या परिणामांवर चर्चा केली आहे.नमुन्याचे मुख्य मापदंड तक्ता 1 मध्ये दिले आहेत. अक्षर t हे पाईपची जाडी दर्शवते, B ही नमुन्याच्या बाजूची लांबी आहे, L ही नमुन्याची उंची आहे, Mue ही मोजलेली वाकण्याची क्षमता आहे, Kie ही प्रारंभिक आहे बेंडिंग स्टिफनेस, Kse म्हणजे सेवेतील वाकणारा कडकपणा.देखावा
आरयूसीएफएसटी नमुना चार स्टील प्लेट्सपासून बनविला गेला ज्यामध्ये जोड्यांमध्ये जोडलेल्या पोकळ चौकोनी स्टीलची नळी तयार केली गेली, जी नंतर कॉंक्रिटने भरली गेली.नमुन्याच्या प्रत्येक टोकाला 10 मिमी जाडीची स्टील प्लेट वेल्डेड केली जाते.स्टीलचे यांत्रिक गुणधर्म तक्ता 2 मध्ये दर्शविले आहेत. चीनी मानक GB/T228-201024 नुसार, स्टील पाईपची तन्य शक्ती (fu) आणि उत्पन्न शक्ती (fy) मानक तन्य चाचणी पद्धतीद्वारे निर्धारित केली जाते.चाचणी परिणाम अनुक्रमे 260 MPa आणि 350 MPa आहेत.लवचिकतेचे मापांक (Es) 176 GPa आहे, आणि पोलादाचे पॉसॉनचे प्रमाण (ν) 0.3 आहे.
चाचणी दरम्यान, 28 व्या दिवशी संदर्भ कंक्रीटची घन संकुचित शक्ती (fcu) 40 MPa वर मोजली गेली.मागील संदर्भ 25 च्या आधारे गुणोत्तर 3, 4 आणि 5 निवडले गेले कारण यामुळे शिफ्ट ट्रान्समिशनमध्ये कोणतीही समस्या येऊ शकते.10% आणि 20% असे दोन रबर बदलण्याचे दर कंक्रीट मिक्समध्ये वाळू बदलतात.या अभ्यासात, Tianyu सिमेंट प्लांट (चीनमधील Tianyu ब्रँड) मधील पारंपारिक टायर रबर पावडर वापरण्यात आली.रबरचा कण आकार 1-2 मिमी आहे.तक्ता 3 रबर कॉंक्रिट आणि मिश्रणाचे गुणोत्तर दर्शविते.प्रत्येक प्रकारच्या रबर कॉंक्रिटसाठी, 150 मिमीच्या बाजूचे तीन घन कास्ट केले गेले आणि मानकांनुसार निर्धारित केलेल्या चाचणी परिस्थितीत बरे केले गेले.मिश्रणात वापरलेली वाळू ही सिलिसियस वाळू आहे आणि ईशान्य चीनमधील शेनयांग शहरातील कार्बोनेट खडक खडबडीत आहे.विविध रबर रिप्लेसमेंट रेशो (10% आणि 20%) साठी 28-दिवसीय क्यूबिक कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेंथ (fcu), प्रिझमॅटिक कंप्रेसिव्ह स्ट्रेंथ (fc') आणि मोड्यूलस ऑफ लवचिकता (Ec) टेबल 3 मध्ये दर्शविले आहेत. GB50081-201926 मानक लागू करा.
सर्व चाचणी नमुने 600 kN च्या शक्तीसह हायड्रॉलिक सिलेंडरसह तपासले जातात.लोडिंग दरम्यान, चार-बिंदू बेंडिंग टेस्ट स्टँडवर दोन केंद्रित बल सममितीयपणे लागू केले जातात आणि नंतर नमुन्यावर वितरित केले जातात.प्रत्येक नमुन्याच्या पृष्ठभागावर पाच स्ट्रेन गेजद्वारे विकृती मोजली जाते.आकृती 1 आणि 2. 1 आणि 2 मध्ये दर्शविलेले तीन विस्थापन सेन्सर वापरून विचलनाचे निरीक्षण केले जाते.
चाचणीमध्ये प्रीलोड प्रणाली वापरली गेली.2kN/s च्या वेगाने लोड करा, नंतर 10kN पर्यंतच्या लोडवर विराम द्या, टूल आणि लोड सेल सामान्य कार्यरत स्थितीत आहेत की नाही ते तपासा.लवचिक बँडमध्ये, प्रत्येक लोड वाढ अंदाजित पीक लोडच्या एक दशांशपेक्षा कमी लागू होते.जेव्हा स्टील पाइप संपतो, तेव्हा लागू केलेला भार अंदाजित शिखर भाराच्या पंधराव्या भागापेक्षा कमी असतो.लोडिंग टप्प्यात प्रत्येक लोड पातळी लागू केल्यानंतर सुमारे दोन मिनिटे धरून ठेवा.नमुना अयशस्वी होण्याच्या जवळ येत असताना, सतत लोड होण्याचा दर कमी होतो.जेव्हा अक्षीय भार अंतिम भाराच्या 50% पेक्षा कमी पोहोचतो किंवा नमुन्यावर स्पष्ट नुकसान आढळते, तेव्हा लोडिंग समाप्त केले जाते.
सर्व चाचणी नमुने नष्ट केल्याने चांगली लवचिकता दिसून आली.चाचणी तुकड्याच्या स्टील पाईपच्या तन्य झोनमध्ये कोणतेही स्पष्ट तन्य क्रॅक आढळले नाहीत.स्टील पाईप्सचे विशिष्ट प्रकारचे नुकसान अंजीर मध्ये दर्शविले आहे.3. नमुना SB1 उदाहरण म्हणून घेता, लोडिंगच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर जेव्हा झुकण्याचा क्षण 18 kN m पेक्षा कमी असतो, नमुना SB1 स्पष्ट विकृतीशिवाय लवचिक अवस्थेत असतो आणि मोजलेल्या झुकण्याच्या क्षणात वाढीचा दर पेक्षा जास्त असतो. वक्रता वाढीचा दर.त्यानंतर, तन्य झोनमधील स्टील पाईप विकृत होते आणि लवचिक-प्लास्टिक अवस्थेत जाते.जेव्हा झुकण्याचा क्षण सुमारे 26 kNm पर्यंत पोहोचतो, तेव्हा मध्यम-स्पॅन स्टीलचा कॉम्प्रेशन झोन विस्तारू लागतो.भार वाढल्याने एडेमा हळूहळू विकसित होतो.लोड-डिफ्लेक्शन वक्र जोपर्यंत लोड त्याच्या शिखर बिंदूपर्यंत पोहोचत नाही तोपर्यंत कमी होत नाही.
प्रयोग पूर्ण झाल्यानंतर, नमुना SB1 (RuCFST) आणि नमुना SB5 (CFST) बेस कॉंक्रिटच्या बिघाड मोडचे अधिक स्पष्टपणे निरीक्षण करण्यासाठी कापले गेले, आकृती 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. आकृती 4 वरून हे लक्षात येते की नमुन्यातील क्रॅक एसबी 1 बेस कॉंक्रिटमध्ये समान रीतीने आणि विरळ वितरीत केले जाते आणि त्यांच्यातील अंतर 10 ते 15 सेमी आहे.नमुन्यातील SB5 मधील क्रॅकमधील अंतर 5 ते 8 सेमी आहे, क्रॅक अनियमित आणि स्पष्ट आहेत.याव्यतिरिक्त, नमुना SB5 मधील क्रॅक तणाव क्षेत्रापासून कॉम्प्रेशन झोनपर्यंत सुमारे 90° विस्तारतात आणि विभागाच्या उंचीच्या 3/4 पर्यंत विकसित होतात.नमुना SB1 मधील मुख्य काँक्रीट क्रॅक नमुना SB5 पेक्षा लहान आणि कमी वारंवार असतात.वाळूच्या जागी रबर वापरल्यास, काही प्रमाणात काँक्रीटमधील क्रॅकचा विकास रोखता येतो.
अंजीर वर.5 प्रत्येक नमुन्याच्या लांबीसह विक्षेपणाचे वितरण दर्शविते.घन रेषा ही चाचणी तुकड्याची विक्षेपण वक्र असते आणि ठिपके असलेली रेषा ही सायनसॉइडल हाफ वेव्ह असते.अंजीर पासून.आकृती 5 दर्शविते की रॉड डिफ्लेक्शन वक्र सुरुवातीच्या लोडिंगच्या वेळी साइनसॉइडल हाफ-वेव्ह वक्र बरोबर चांगले आहे.जसजसा भार वाढत जातो तसतसे विक्षेपण वक्र सायनसॉइडल हाफ-वेव्ह वक्र पासून थोडेसे विचलित होते.नियमानुसार, लोडिंग दरम्यान, प्रत्येक मापन बिंदूवरील सर्व नमुन्यांचे विक्षेपण वक्र सममितीय अर्ध-साइनसॉइडल वक्र असतात.
शुद्ध बेंडिंगमध्ये आरयूसीएफएसटी घटकांचे विक्षेपण सायनसॉइडल हाफ-वेव्ह वक्र अनुसरण करत असल्याने, वाकणे समीकरण असे व्यक्त केले जाऊ शकते:
जेव्हा जास्तीत जास्त फायबर स्ट्रेन 0.01 असतो, तेव्हा वास्तविक अनुप्रयोग परिस्थिती लक्षात घेता, संबंधित वाकणारा क्षण घटकाची अंतिम झुकण्याची क्षमता 27 म्हणून निर्धारित केला जातो.अशा प्रकारे निर्धारित केलेली मोजलेली झुकण्याची क्षमता (Mue) टेबल 1 मध्ये दर्शविली आहे. मोजलेल्या वाकण्याच्या क्षणाची क्षमता (Mue) आणि वक्रता (φ) मोजण्यासाठी सूत्र (3) नुसार, आकृती 6 मधील M-φ वक्र असू शकते. प्लॉट केले.M = 0.2Mue28 साठी, प्रारंभिक कडकपणा Kie संबंधित कातरणे बेंडिंग कडकपणा मानला जातो.जेव्हा M = 0.6Mue, तेव्हा कार्यरत स्टेजची वाकलेली कडकपणा (Kse) संबंधित सेकंट बेंडिंग कडकपणावर सेट केली गेली.
बेंडिंग मोमेंट वक्रता वक्रवरून असे दिसून येते की लवचिक अवस्थेत झुकणारा क्षण आणि वक्रता लक्षणीयरीत्या रेषीयपणे वाढते.झुकण्याच्या क्षणाच्या वाढीचा दर वक्रतेपेक्षा स्पष्टपणे जास्त आहे.जेव्हा झुकण्याचा क्षण M 0.2Mue असतो, तेव्हा नमुना लवचिक मर्यादेच्या टप्प्यावर पोहोचतो.भार वाढत असताना, नमुना प्लास्टिकच्या विकृतीतून जातो आणि इलास्टोप्लास्टिक अवस्थेत जातो.M 0.7-0.8 Mue च्या बरोबरीच्या वाकण्याच्या क्षणासह, स्टील पाईप टेंशन झोनमध्ये आणि कम्प्रेशन झोनमध्ये वैकल्पिकरित्या विकृत होईल.त्याच वेळी, नमुन्याचा Mf वक्र स्वतःला वळण बिंदू म्हणून प्रकट करण्यास सुरवात करतो आणि नॉन-रेखीय वाढतो, ज्यामुळे स्टील पाईप आणि रबर कॉंक्रिट कोरचा एकत्रित प्रभाव वाढतो.जेव्हा M हे Mue च्या बरोबरीचे असते, तेव्हा नमुना प्लास्टिक कडक होण्याच्या अवस्थेत प्रवेश करतो, नमुन्याचे विक्षेपण आणि वक्रता झपाट्याने वाढते, तर झुकण्याचा क्षण हळूहळू वाढतो.
अंजीर वर.7 प्रत्येक नमुन्यासाठी बेंडिंग मोमेंट (M) विरुद्ध स्ट्रेन (ε) चे वक्र दाखवते.नमुन्याच्या मध्य-स्पॅन विभागाचा वरचा भाग कॉम्प्रेशन अंतर्गत आहे आणि खालचा भाग तणावाखाली आहे.“1″ आणि “2″ चिन्हांकित केलेले स्ट्रेन गेज चाचणी तुकड्याच्या शीर्षस्थानी स्थित आहेत, “3″ चिन्हांकित केलेले स्ट्रेन गेज नमुन्याच्या मध्यभागी स्थित आहेत आणि “4″ आणि “5″ चिन्हांकित स्ट्रेन गेज आहेत.” चाचणी नमुन्याखाली स्थित आहेत.नमुन्याचा खालचा भाग अंजीर 2 मध्ये दर्शविला आहे. अंजीर 7 वरून असे दिसून येते की लोडिंगच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर, तणाव क्षेत्र आणि घटकाच्या कॉम्प्रेशन झोनमधील अनुदैर्ध्य विकृती अगदी जवळ आहेत आणि विकृती अंदाजे रेखीय आहेत.मध्यभागी, रेखांशाच्या विकृतीमध्ये थोडीशी वाढ झाली आहे, परंतु या वाढीची तीव्रता लहान आहे. त्यानंतर, तणाव झोनमधील रबर काँक्रीटला तडे गेले. कारण तणाव झोनमधील स्टील पाईपला फक्त शक्तीचा सामना करणे आवश्यक आहे, आणि कॉम्प्रेशन झोनमधील रबर कॉंक्रिट आणि स्टील पाईप एकत्रितपणे भार सहन करतात, घटकाच्या तणाव झोनमधील विकृती यातील विकृतीपेक्षा जास्त असते जसे की भार वाढतो, विकृती स्टीलच्या उत्पन्न शक्तीपेक्षा जास्त असते आणि स्टील पाईप आत प्रवेश करतात इलास्टोप्लास्टिक स्टेज. नमुन्याच्या ताणात वाढ होण्याचा दर वाकण्याच्या क्षणापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त होता आणि प्लास्टिक झोन पूर्ण क्रॉस विभागात विकसित होऊ लागला.
प्रत्येक नमुन्यासाठी M-um वक्र आकृती 8 मध्ये दाखवले आहेत. अंजीर वर.8, सर्व M-um वक्र पारंपारिक CFST सदस्य 22,27 प्रमाणेच ट्रेंड फॉलो करतात.प्रत्येक बाबतीत, एम-उम वक्र सुरुवातीच्या टप्प्यात लवचिक प्रतिसाद दर्शवतात, त्यानंतर जास्तीत जास्त स्वीकार्य वाकण्याच्या क्षणापर्यंत पोहोचेपर्यंत, कमी होणारी कडकपणासह एक लवचिक वर्तन दर्शवते.तथापि, भिन्न चाचणी पॅरामीटर्समुळे, M-um वक्र थोडे वेगळे आहेत.3 ते 5 पर्यंत कातरणे-ते-स्पॅन गुणोत्तरांसाठी विक्षेपण क्षण अंजीर मध्ये दर्शविला आहे.8अ.नमुना SB2 ची स्वीकार्य वाकण्याची क्षमता (शिअर फॅक्टर λ = 4) नमुना SB1 (λ = 5) पेक्षा 6.57% कमी आहे, आणि नमुना SB3 (λ = 3) च्या झुकण्याची क्षमता नमुना SB2 पेक्षा जास्त आहे. (λ = 4) 3.76%.सामान्यतः, कातरणे-ते-स्पॅन गुणोत्तर जसजसे वाढते तसतसे, स्वीकार्य क्षणातील बदलाचा कल स्पष्ट होत नाही.M-um वक्र कातरणे-ते-स्पॅन गुणोत्तराशी संबंधित असल्याचे दिसत नाही.हे 1.03 ते 5.05 पर्यंतच्या शिअर-टू-स्पॅन गुणोत्तरांसह CFST बीमसाठी Lu आणि Kennedy25 यांनी निरीक्षण केलेल्या गोष्टींशी सुसंगत आहे.सीएफएसटी सदस्यांसाठी संभाव्य कारण हे आहे की वेगवेगळ्या स्पॅन शिअर रेशोमध्ये, कॉंक्रिट कोर आणि स्टील पाईप्समधील फोर्स ट्रान्समिशन यंत्रणा जवळजवळ सारखीच असते, जी प्रबलित काँक्रीट सदस्यांइतकी स्पष्ट नसते25.
अंजीर पासून.8b दाखवते की SB4 (r = 10%) आणि SB1 (r = 20%) नमुन्यांची वहन क्षमता पारंपारिक नमुना CFST SB5 (r = 0) पेक्षा किंचित जास्त किंवा कमी आहे, आणि 3.15 टक्क्यांनी वाढली आणि कमी झाली. 1.57 टक्के.तथापि, SB4 आणि SB1 नमुन्यांचा प्रारंभिक झुकणारा कडकपणा (Kie) नमुना SB5 च्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहे, जे अनुक्रमे 19.03% आणि 18.11% आहेत.ऑपरेटिंग टप्प्यात SB4 आणि SB1 नमुन्यांचा झुकणारा कडकपणा (Kse) नमुना SB5 पेक्षा अनुक्रमे 8.16% आणि 7.53% जास्त आहे.ते दर्शवतात की रबर प्रतिस्थापनाच्या दराचा वाकण्याच्या क्षमतेवर थोडासा प्रभाव पडतो, परंतु RuCFST नमुन्यांच्या झुकण्याच्या कडकपणावर मोठा प्रभाव पडतो.आरयूसीएफएसटी नमुन्यांमधील रबर कॉंक्रिटची ​​प्लॅस्टिकिटी पारंपारिक सीएफएसटी नमुन्यांमधील नैसर्गिक कॉंक्रिटच्या प्लॅस्टिकिटीपेक्षा जास्त आहे या वस्तुस्थितीमुळे हे असू शकते.सर्वसाधारणपणे, नैसर्गिक कॉंक्रिटमध्ये क्रॅक आणि क्रॅकिंग रबराइज्ड कॉंक्रिटच्या तुलनेत लवकर पसरू लागते.बेस कॉंक्रिटच्या ठराविक बिघाड मोडमधून (चित्र 4), नमुना SB5 (नैसर्गिक काँक्रीट) च्या क्रॅक नमुना SB1 (रबर कॉंक्रिट) च्या क्रॅकपेक्षा मोठ्या आणि घन असतात.हे SB5 नैसर्गिक काँक्रीट नमुन्याच्या तुलनेत SB1 प्रबलित काँक्रीट नमुन्यासाठी स्टील पाईप्सद्वारे प्रदान केलेल्या उच्च संयमात योगदान देऊ शकते.Durate16 अभ्यास देखील समान निष्कर्षांवर आला.
अंजीर पासून.8c दाखवते की RuCFST घटकामध्ये पोकळ स्टील पाईप घटकापेक्षा चांगली वाकण्याची क्षमता आणि लवचिकता आहे.RuCFST (r=20%) मधील नमुना SB1 ची झुकण्याची ताकद रिकाम्या स्टील पाईपमधून नमुना SB6 पेक्षा 68.90% जास्त आहे आणि नमुना SB1 च्या ऑपरेशनच्या टप्प्यावर (Kse) प्रारंभिक बेंडिंग स्टिफनेस (Kie) आणि बेंडिंग कडकपणा आहे. अनुक्रमे 40.52% आहेत., जे नमुना SB6 पेक्षा जास्त आहे, 16.88% जास्त आहे.स्टील पाईप आणि रबराइज्ड कॉंक्रिट कोर यांच्या एकत्रित कृतीमुळे संमिश्र घटकाची लवचिक क्षमता आणि कडकपणा वाढतो.जेव्हा शुद्ध वाकलेल्या भारांच्या अधीन असतात तेव्हा RuCFST घटक चांगले लवचिकता नमुने प्रदर्शित करतात.
परिणामी वाकलेल्या क्षणांची तुलना सध्याच्या डिझाइन मानकांमध्ये निर्दिष्ट केलेल्या वाकण्याच्या क्षणांशी केली गेली आहे जसे की जपानी नियम AIJ (2008) 30, ब्रिटीश नियम BS5400 (2005) 31, युरोपियन नियम EC4 (2005) 32 आणि चीनी नियम GB50936 (2014) 33. झुकणारा क्षण (Muc) ते प्रायोगिक झुकणारा क्षण (Mue) तक्ता 4 मध्ये दिलेला आहे आणि अंजीर मध्ये सादर केला आहे.9. AIJ (2008), BS5400 (2005) आणि GB50936 (2014) ची गणना केलेली मूल्ये अनुक्रमे सरासरी प्रायोगिक मूल्यांपेक्षा 19%, 13.2% आणि 19.4% कमी आहेत.EC4 (2005) द्वारे गणना केलेला झुकणारा क्षण सरासरी चाचणी मूल्यापेक्षा 7% कमी आहे, जो सर्वात जवळ आहे.
शुद्ध बेंडिंग अंतर्गत RuCFST घटकांचे यांत्रिक गुणधर्म प्रायोगिकरित्या तपासले जातात.संशोधनाच्या आधारे, खालील निष्कर्ष काढले जाऊ शकतात.
RuCFST च्या परीक्षित सदस्यांनी पारंपारिक CFST नमुन्यांप्रमाणेच वर्तन प्रदर्शित केले.रिकाम्या स्टील पाईप नमुन्यांचा अपवाद वगळता, RuCFST आणि CFST नमुने रबर कॉंक्रिट आणि काँक्रीट भरल्यामुळे चांगली लवचिकता आहे.
कातरणे ते स्पॅन गुणोत्तर 3 ते 5 पर्यंत बदलते आणि चाचणी केलेल्या क्षणावर आणि वाकलेल्या कडकपणावर थोडासा प्रभाव पडतो.रबर बदलण्याच्या दराचा नमुन्याच्या झुकण्याच्या क्षणाच्या प्रतिकारावर व्यावहारिकदृष्ट्या कोणताही परिणाम होत नाही, परंतु नमुन्याच्या झुकण्याच्या कडकपणावर त्याचा विशिष्ट प्रभाव पडतो.10% च्या रबर रिप्लेसमेंट रेशोसह नमुना SB1 चे प्रारंभिक लवचिक कडकपणा CFST SB5 च्या पारंपारिक नमुन्यापेक्षा 19.03% जास्त आहे.युरोकोड EC4 (2005) RuCFST घटकांच्या अंतिम झुकण्याच्या क्षमतेचे अचूक मूल्यांकन करण्यास अनुमती देते.बेस कॉंक्रिटमध्ये रबर जोडल्याने काँक्रीटचा ठिसूळपणा सुधारतो, ज्यामुळे कन्फ्युशियन घटकांना चांगली कणखरता मिळते.
डीन, एफएच, चेन, यू.एफ., यू, यू.जे., वांग, एलपी आणि यू, झेडव्ही ट्रान्सव्हर्स शीअरमध्ये कॉंक्रिटने भरलेल्या आयताकृती विभागाच्या स्टील ट्यूबलर स्तंभांची एकत्रित क्रिया.रचनाकाँक्रीट 22, 726–740.https://doi.org/10.1002/suco.202000283 (2021).
खान, एलएच, रेन, क्यूएक्स, आणि ली, डब्ल्यू. काँक्रीटने भरलेले स्टील पाईप (सीएफएसटी) कलते, शंकूच्या आकाराचे आणि लहान एसटीएस स्तंभांसह चाचणी.जे. बांधकाम.स्टील टाकी 66, 1186–1195.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2010.03.014 (2010).
Meng, EC, Yu, YL, Zhang, XG & Su, YS भूकंप चाचणी आणि पुनर्नवीनीकरण केलेल्या एकूण स्टील ट्यूबलर फ्रेमिंगने भरलेल्या रिसायकल केलेल्या पोकळ ब्लॉक भिंतींचे कार्यप्रदर्शन निर्देशांक अभ्यास.रचनाकंक्रीट 22, 1327–1342 https://doi.org/10.1002/suco.202000254 (2021).
Duarte, APK et al.रबर कॉंक्रिटने भरलेल्या लहान स्टील पाईप्सचे प्रयोग आणि डिझाइन.प्रकल्परचना112, 274-286.https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.01.018 (2016).
Jah, S., Goyal, MK, Gupta, B., & Gupta, AK भारतातील कोविड 19 चे नवीन जोखीम विश्लेषण, हवामान आणि सामाजिक-आर्थिक घटक विचारात घेऊन.तंत्रज्ञानअंदाजसमाजउघडा१६७, १२०६७९ (२०२१).
कुमार, एन., पुनिया, व्ही., गुप्ता, बी. आणि गोयल, एमके नवीन जोखीम मूल्यांकन प्रणाली आणि गंभीर पायाभूत सुविधांचे हवामान बदल लवचिकता.तंत्रज्ञानअंदाजसमाजउघडा१६५, १२०५३२ (२०२१).
लिआंग, क्यू आणि फ्रॅगोमेनी, एस. अक्षीय लोडिंग अंतर्गत कॉंक्रिट-भरलेल्या स्टील पाईप्सच्या लहान गोल स्तंभांचे नॉनलाइनर विश्लेषण.जे. बांधकाम.स्टील रिझोल्यूशन 65, 2186–2196.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2009.06.015 (2009).
एलोबेदी, ई., यंग, ​​बी. आणि लॅम, डी. दाट स्टील पाईप्सने बनवलेल्या पारंपारिक आणि उच्च-शक्तीच्या काँक्रीटने भरलेल्या गोल स्टब स्तंभांचे वर्तन.जे. बांधकाम.स्टील टाकी 62, 706–715.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2005.11.002 (2006).
हुआंग, वाय. वगैरे.उच्च-शक्तीच्या शीत-निर्मित प्रबलित कंक्रीट आयताकृती ट्यूबलर स्तंभांच्या विक्षिप्त कम्प्रेशन वैशिष्ट्यांचा प्रायोगिक तपासणी.J. Huaqiao University (2019).
यांग, वायएफ आणि खान, विक्षिप्त स्थानिक कॉम्प्रेशन अंतर्गत शॉर्ट कॉंक्रिट-भरलेल्या स्टील पाईप (सीएफएसटी) स्तंभांचे एलएच वर्तन.पातळ भिंत बांधकाम.४९, ३७९-३९५.https://doi.org/10.1016/j.tws.2010.09.024 (2011).
चेन, जेबी, चॅन, टीएम, सु, आरकेएल आणि कॅस्ट्रो, जेएम अष्टकोनी क्रॉस सेक्शनसह कॉंक्रिटने भरलेल्या स्टील ट्यूबलर बीम-कॉलमच्या चक्रीय वैशिष्ट्यांचे प्रायोगिक मूल्यमापन.प्रकल्परचना१८०, ५४४–५६०.https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.10.078 (2019).
गुणवर्देना, YKR, अस्लानी, F., Ui, B., Kang, WH आणि Hicks, S. मोनोटोनिक प्युअर बेंडिंग अंतर्गत काँक्रीटने भरलेल्या वर्तुळाकार स्टील पाईप्सच्या मजबुती वैशिष्ट्यांचा आढावा.जे. बांधकाम.स्टील टाकी 158, 460–474.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2019.04.010 (2019).
Zanuy, C. स्ट्रिंग टेंशन मॉडेल आणि बेंडिंगमध्ये गोल CFST चे फ्लेक्सरल स्टिफनेस.अंतर्गत J. स्टील रचना.19, 147-156.https://doi.org/10.1007/s13296-018-0096-9 (2019).
लिऊ, यू.H. आणि Li, L. अक्षीय भाराखाली रबर कॉंक्रिट चौरस स्टील पाईप्सच्या लहान स्तंभांचे यांत्रिक गुणधर्म.J. ईशान्य.विद्यापीठ (2011).
Duarte, APK et al.चक्रीय लोडिंग [जे] रचना अंतर्गत लहान स्टील पाईप्ससह रबर कॉंक्रिटचा प्रायोगिक अभ्यास.रचना१३६, ३९४-४०४.https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.10.015 (2016).
लिआंग, जे., चेन, एच., हुआइंग, डब्ल्यूडब्ल्यू आणि चोंगफेंग, एचई रबर कॉंक्रिटने भरलेल्या गोल स्टील पाईप्सच्या अक्षीय कॉम्प्रेशनच्या वैशिष्ट्यांचा प्रायोगिक अभ्यास.काँक्रीट (2016).
गाओ, के. आणि झोउ, जे. चौरस पातळ-भिंतीच्या स्टील पाईप स्तंभांची अक्षीय कॉम्प्रेशन चाचणी.हुबेई विद्यापीठाचे तंत्रज्ञान जर्नल.(2017).
Gu L, Jiang T, Liang J, Zhang G, आणि Wang E. उच्च तापमानाच्या संपर्कात आल्यानंतर लहान आयताकृती प्रबलित काँक्रीट स्तंभांचा प्रायोगिक अभ्यास.काँक्रीट 362, 42–45 (2019).
जियांग, टी., लिआंग, जे., झांग, जी. आणि वांग, ई. उच्च तापमानाच्या संपर्कात आल्यानंतर अक्षीय कॉम्प्रेशन अंतर्गत गोल रबर-काँक्रीटने भरलेल्या स्टील ट्यूबलर स्तंभांचा प्रायोगिक अभ्यास.काँक्रीट (2019).
पटेल VI कॉंक्रिटने भरलेल्या गोल टोकासह एकक्षरी लोड केलेल्या लहान स्टील ट्यूबलर बीम-कॉलम्सची गणना.प्रकल्परचना205, 110098. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.110098 (2020).
लू, एच., हान, एलएच आणि झाओ, एसएल कॉंक्रिटने भरलेल्या गोल पातळ-भिंतीच्या स्टील पाईप्सच्या वाकण्याच्या वर्तनाचे विश्लेषण.पातळ भिंत बांधकाम.४७, ३४६–३५८.https://doi.org/10.1016/j.tws.2008.07.004 (2009).
आबेंडे आर., अहमद एचएस आणि हुनैती यु.एम.रबर पावडर असलेल्या कॉंक्रिटने भरलेल्या स्टील पाईप्सच्या गुणधर्मांचा प्रायोगिक अभ्यास.जे. बांधकाम.स्टील टाकी 122, 251–260.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.03.022 (2016).
GB/T 228. धातूच्या साहित्यासाठी सामान्य तापमान तन्यता चाचणी पद्धत (चायना आर्किटेक्चर आणि बिल्डिंग प्रेस, 2010).