સ્ટીલ પાઇપમાંથી બનેલા રબર-કોંક્રિટ તત્વના શુદ્ધ બેન્ડિંગ ટેસ્ટની તપાસ

Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર.તમે મર્યાદિત CSS સપોર્ટ સાથે બ્રાઉઝર સંસ્કરણનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો.શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટ કરેલ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા Internet Explorer માં સુસંગતતા મોડને અક્ષમ કરો).વધુમાં, ચાલુ સમર્થનની ખાતરી કરવા માટે, અમે શૈલીઓ અને JavaScript વિના સાઇટ બતાવીએ છીએ.
એક સાથે ત્રણ સ્લાઇડ્સનું કેરોયુઝલ પ્રદર્શિત કરે છે.એક સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે પાછલા અને આગલા બટનોનો ઉપયોગ કરો અથવા એક સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે અંતે સ્લાઇડર બટનનો ઉપયોગ કરો.
ચાર રબર કોંક્રીટ સ્ટીલ પાઇપ (RuCFST) તત્વો, એક કોંક્રીટ સ્ટીલ પાઇપ (CFST) તત્વ અને એક ખાલી તત્વ શુદ્ધ બેન્ડિંગ શરતો હેઠળ પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.મુખ્ય પરિમાણો 3 થી 5 સુધીના શીયર રેશિયો (λ) અને રબર રિપ્લેસમેન્ટ રેશિયો (r) 10% થી 20% છે.બેન્ડિંગ મોમેન્ટ-સ્ટ્રેઈન કર્વ, બેન્ડિંગ મોમેન્ટ-ડિફ્લેક્શન કર્વ અને બેન્ડિંગ મોમેન્ટ-વક્રતા વળાંક મેળવવામાં આવે છે.રબર કોર સાથે કોંક્રિટના વિનાશની પદ્ધતિનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.પરિણામો દર્શાવે છે કે RuCFST સભ્યોની નિષ્ફળતાનો પ્રકાર બેન્ડ નિષ્ફળતા છે.રબર કોંક્રિટમાં તિરાડો સમાનરૂપે અને ઓછા પ્રમાણમાં વિતરિત કરવામાં આવે છે, અને કોર કોંક્રિટને રબરથી ભરવાથી તિરાડોના વિકાસને અટકાવે છે.શીયર-ટુ-સ્પાન રેશિયોની પરીક્ષણ નમૂનાઓની વર્તણૂક પર ઓછી અસર પડી હતી.રબર બદલવાનો દર બેન્ડિંગ ક્ષણનો સામનો કરવાની ક્ષમતા પર થોડી અસર કરે છે, પરંતુ નમૂનાની બેન્ડિંગ જડતા પર ચોક્કસ અસર કરે છે.ખાલી સ્ટીલ પાઇપમાંથી નમૂનાઓની તુલનામાં રબર કોંક્રિટ ભર્યા પછી, બેન્ડિંગ ક્ષમતા અને બેન્ડિંગ જડતામાં સુધારો થાય છે.
તેમના સારા સિસ્મિક પ્રદર્શન અને ઉચ્ચ બેરિંગ ક્ષમતાને કારણે, પરંપરાગત પ્રબલિત કોંક્રિટ ટ્યુબ્યુલર સ્ટ્રક્ચર્સ (CFST) આધુનિક એન્જિનિયરિંગ પ્રેક્ટિસ 1,2,3માં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.રબર કોંક્રિટના નવા પ્રકાર તરીકે, રબરના કણોનો ઉપયોગ કુદરતી એકત્રીકરણને આંશિક રીતે બદલવા માટે થાય છે.રબર કોંક્રીટ ફિલ્ડ સ્ટીલ પાઈપ (RuCFST) સ્ટ્રક્ચરની રચના સ્ટીલ પાઈપોને રબર કોંક્રીટથી ભરીને કરવામાં આવે છે જેથી સંયુક્ત સ્ટ્રક્ચરની નમ્રતા અને ઉર્જા કાર્યક્ષમતા વધે4.તે માત્ર CFST સભ્યોના ઉત્કૃષ્ટ પ્રદર્શનનો લાભ જ લેતો નથી, પરંતુ રબરના કચરાનો કાર્યક્ષમ ઉપયોગ પણ કરે છે, જે લીલા પરિપત્ર અર્થવ્યવસ્થાની વિકાસ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે5,6.
છેલ્લાં કેટલાંક વર્ષોમાં, અક્ષીય લોડ7,8, અક્ષીય લોડ-મોમેન્ટ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા9,10,11 અને શુદ્ધ બેન્ડિંગ12,13,14 હેઠળ પરંપરાગત CFST સભ્યોની વર્તણૂકનો સઘન અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે.પરિણામો દર્શાવે છે કે CFST સ્તંભો અને બીમની બેન્ડિંગ ક્ષમતા, જડતા, નમ્રતા અને ઉર્જા વિસર્જન ક્ષમતા આંતરિક કોંક્રીટ ભરણ દ્વારા સુધારેલ છે અને સારી અસ્થિભંગ નમ્રતા દર્શાવે છે.
હાલમાં, કેટલાક સંશોધકોએ સંયુક્ત અક્ષીય ભાર હેઠળ RuCFST કૉલમના વર્તન અને પ્રભાવનો અભ્યાસ કર્યો છે.લિયુ અને લિયાંગ15 એ ટૂંકા RuCFST કૉલમ્સ પર ઘણા પ્રયોગો કર્યા, અને CFST કૉલમ્સની સરખામણીમાં, રબરની અવેજીની ડિગ્રી અને રબરના કણોના કદમાં વધારો સાથે બેરિંગ ક્ષમતા અને જડતામાં ઘટાડો થયો, જ્યારે નરમાઈમાં વધારો થયો.Duarte4,16 એ ઘણી ટૂંકી RuCFST કૉલમ્સનું પરીક્ષણ કર્યું અને દર્શાવ્યું કે RuCFST કૉલમ વધતા રબરની સામગ્રી સાથે વધુ નમ્ર છે.Liang17 અને Gao18 એ પણ સરળ અને પાતળી-દિવાલોવાળા RuCFST પ્લગના ગુણધર્મો પર સમાન પરિણામોની જાણ કરી.Gu et al.19 અને Jiang et al.20 એ ઊંચા તાપમાને RuCFST તત્વોની બેરિંગ ક્ષમતાનો અભ્યાસ કર્યો.પરિણામો દર્શાવે છે કે રબરના ઉમેરાથી બંધારણની નરમતામાં વધારો થયો છે.જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, બેરિંગ ક્ષમતા શરૂઆતમાં થોડી ઓછી થાય છે.પટેલ21 એ અક્ષીય અને અક્ષીય લોડિંગ હેઠળ ગોળાકાર છેડા સાથે ટૂંકા CFST બીમ અને કૉલમના સંકુચિત અને ફ્લેક્સરલ વર્તનનું વિશ્લેષણ કર્યું.કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગ અને પેરામેટ્રિક વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે ફાઇબર-આધારિત સિમ્યુલેશન વ્યૂહરચના ટૂંકા RCFSTs ના પ્રદર્શનની ચોક્કસ તપાસ કરી શકે છે.સાપેક્ષ ગુણોત્તર, સ્ટીલ અને કોંક્રિટની મજબૂતાઈ સાથે લવચીકતા વધે છે અને ઊંડાઈથી જાડાઈના ગુણોત્તરમાં ઘટાડો થાય છે.સામાન્ય રીતે, ટૂંકા RuCFST કૉલમ્સ CFST કૉલમ્સ જેવું જ વર્તે છે અને CFST કૉલમ કરતાં વધુ નમ્ર હોય છે.
ઉપરોક્ત સમીક્ષા પરથી જોઈ શકાય છે કે CFST કૉલમના બેઝ કોંક્રીટમાં રબર એડિટિવ્સના યોગ્ય ઉપયોગ પછી RuCFST કૉલમમાં સુધારો થાય છે.કોઈ અક્ષીય ભાર ન હોવાથી, ચોખ્ખી બેન્ડિંગ કૉલમ બીમના એક છેડે થાય છે.હકીકતમાં, RuCFST ની બેન્ડિંગ લાક્ષણિકતાઓ અક્ષીય લોડ લાક્ષણિકતાઓથી સ્વતંત્ર છે22.પ્રાયોગિક ઇજનેરીમાં, RuCFST સ્ટ્રક્ચર્સ ઘણીવાર બેન્ડિંગ મોમેન્ટ લોડને આધિન હોય છે.તેના શુદ્ધ બેન્ડિંગ પ્રોપર્ટીઝનો અભ્યાસ સિસ્મિક એક્શન23 હેઠળ RuCFST તત્વોના વિરૂપતા અને નિષ્ફળતાના મોડને નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે.RuCFST સ્ટ્રક્ચર્સ માટે, RuCFST તત્વોના શુદ્ધ બેન્ડિંગ ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવો જરૂરી છે.
આ સંદર્ભે, શુદ્ધ વક્ર સ્ટીલ ચોરસ પાઇપ તત્વોના યાંત્રિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે છ નમૂનાઓનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.આ લેખનો બાકીનો ભાગ નીચે મુજબ ગોઠવાયેલ છે.પ્રથમ, છ ચોરસ-વિભાગના નમુનાઓ રબર ભરણ સાથે અથવા વગર પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યા હતા.પરીક્ષણ પરિણામો માટે દરેક નમૂનાના નિષ્ફળતા મોડનું અવલોકન કરો.બીજું, શુદ્ધ બેન્ડિંગમાં RuCFST તત્વોની કામગીરીનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને RuCFST ના માળખાકીય ગુણધર્મો પર 3-5 ના શીયર-ટુ-સ્પાન રેશિયો અને 10-20% ના રબર રિપ્લેસમેન્ટ રેશિયોની અસરની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી.છેલ્લે, RuCFST તત્વો અને પરંપરાગત CFST તત્વો વચ્ચે લોડ-બેરિંગ ક્ષમતા અને બેન્ડિંગ જડતામાં તફાવતની સરખામણી કરવામાં આવે છે.
છ CFST નમુનાઓ પૂર્ણ થયા, ચાર રબરવાળા કોંક્રિટથી ભરેલા, એક સામાન્ય કોંક્રિટથી ભરેલા અને છઠ્ઠો ખાલી હતો.રબર પરિવર્તન દર (r) અને સ્પાન શીયર રેશિયો (λ) ની અસરોની ચર્ચા કરવામાં આવી છે.નમૂનાના મુખ્ય પરિમાણો કોષ્ટક 1 માં આપવામાં આવ્યા છે. અક્ષર t એ પાઇપની જાડાઈ સૂચવે છે, B એ નમૂનાની બાજુની લંબાઈ છે, L એ નમૂનાની ઊંચાઈ છે, Mue એ માપેલ બેન્ડિંગ ક્ષમતા છે, Kie એ પ્રારંભિક છે બેન્ડિંગ જડતા, Kse એ સેવામાં બેન્ડિંગ જડતા છે.દ્રશ્ય
RuCFST નમૂનો એક હોલો સ્ક્વેર સ્ટીલ ટ્યુબ બનાવવા માટે જોડીમાં વેલ્ડેડ ચાર સ્ટીલ પ્લેટમાંથી બનાવવામાં આવ્યો હતો, જે પછી કોંક્રિટથી ભરવામાં આવ્યો હતો.10 મીમી જાડા સ્ટીલ પ્લેટને નમૂનાના દરેક છેડે વેલ્ડ કરવામાં આવે છે.સ્ટીલના યાંત્રિક ગુણધર્મો કોષ્ટક 2 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. ચાઇનીઝ સ્ટાન્ડર્ડ GB/T228-201024 અનુસાર, સ્ટીલ પાઇપની તાણ શક્તિ (fu) અને ઉપજ શક્તિ (fy) પ્રમાણભૂત તાણ પરીક્ષણ પદ્ધતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.પરીક્ષણ પરિણામો અનુક્રમે 260 MPa અને 350 MPa છે.સ્થિતિસ્થાપકતાનું મોડ્યુલસ (Es) 176 GPa છે, અને સ્ટીલનો પોઈસનનો ગુણોત્તર (ν) 0.3 છે.
પરીક્ષણ દરમિયાન, 28 દિવસે સંદર્ભ કોંક્રિટની ક્યુબિક કોમ્પ્રેસિવ સ્ટ્રેન્થ (fcu) 40 MPa પર ગણવામાં આવી હતી.ગુણોત્તર 3, 4 અને 5 અગાઉના સંદર્ભ 25 ના આધારે પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા કારણ કે આ શિફ્ટ ટ્રાન્સમિશનમાં કોઈપણ સમસ્યાને જાહેર કરી શકે છે.10% અને 20%ના બે રબર રિપ્લેસમેન્ટ રેટ કોંક્રિટ મિશ્રણમાં રેતીને બદલે છે.આ અભ્યાસમાં, Tianyu સિમેન્ટ પ્લાન્ટ (ચીનમાં Tianyu બ્રાન્ડ) ના પરંપરાગત ટાયર રબર પાવડરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.રબરના કણોનું કદ 1-2 મીમી છે.કોષ્ટક 3 રબર કોંક્રિટ અને મિશ્રણનો ગુણોત્તર દર્શાવે છે.દરેક પ્રકારના રબર કોંક્રીટ માટે, 150 મીમીની બાજુવાળા ત્રણ સમઘનનું કાસ્ટ કરવામાં આવ્યું હતું અને ધોરણો દ્વારા નિર્ધારિત કસોટીની શરતો હેઠળ સારવાર કરવામાં આવી હતી.મિશ્રણમાં વપરાતી રેતી સિલિસિયસ રેતી છે અને ઉત્તરપૂર્વ ચીનના શેન્યાંગ શહેરમાં કાર્બોનેટ ખડક એ બરછટ છે.વિવિધ રબર રિપ્લેસમેન્ટ રેશિયો (10% અને 20%) માટે 28-દિવસની ક્યુબિક કોમ્પ્રેસિવ સ્ટ્રેન્થ (fcu), પ્રિઝમેટિક કોમ્પ્રેસિવ સ્ટ્રેન્થ (fc') અને મોડ્યુલસ ઑફ ઇલાસ્ટિસિટી (Ec) કોષ્ટક 3 માં બતાવેલ છે. GB50081-201926 સ્ટાન્ડર્ડનો અમલ કરો.
બધા પરીક્ષણ નમૂનાઓ 600 kN ના બળ સાથે હાઇડ્રોલિક સિલિન્ડર સાથે પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે.લોડિંગ દરમિયાન, ચાર-બિંદુ બેન્ડિંગ ટેસ્ટ સ્ટેન્ડ પર બે કેન્દ્રિત દળો સમપ્રમાણરીતે લાગુ કરવામાં આવે છે અને પછી નમૂના પર વિતરિત કરવામાં આવે છે.વિરૂપતા દરેક નમૂનાની સપાટી પર પાંચ તાણ ગેજ દ્વારા માપવામાં આવે છે.આકૃતિ 1 અને 2. 1 અને 2 માં દર્શાવેલ ત્રણ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને વિચલન જોવામાં આવે છે.
પરીક્ષણમાં પ્રીલોડ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.2kN/s ની ઝડપે લોડ કરો, પછી 10kN સુધીના લોડ પર થોભો, ટૂલ અને લોડ સેલ સામાન્ય કાર્યકારી સ્થિતિમાં છે કે કેમ તે તપાસો.સ્થિતિસ્થાપક બેન્ડની અંદર, દરેક લોડ વધારો અનુમાનિત પીક લોડના દસમા ભાગ કરતાં ઓછા પર લાગુ થાય છે.જ્યારે સ્ટીલની પાઈપ ખતમ થઈ જાય છે, ત્યારે લાગુ કરેલ ભાર અનુમાનિત પીક લોડના પંદરમા ભાગ કરતાં ઓછો હોય છે.લોડિંગ તબક્કા દરમિયાન દરેક લોડ લેવલ લાગુ કર્યા પછી લગભગ બે મિનિટ સુધી પકડી રાખો.જેમ જેમ નમૂના નિષ્ફળતાની નજીક આવે છે તેમ, સતત લોડિંગનો દર ધીમો પડી જાય છે.જ્યારે અક્ષીય લોડ અંતિમ લોડના 50% કરતા ઓછા સુધી પહોંચે છે અથવા નમૂના પર સ્પષ્ટ નુકસાન જોવા મળે છે, ત્યારે લોડિંગ સમાપ્ત થાય છે.
તમામ પરીક્ષણ નમૂનાઓના વિનાશએ સારી નમ્રતા દર્શાવી હતી.ટેસ્ટ પીસના સ્ટીલ પાઈપના ટેન્સાઈલ ઝોનમાં કોઈ સ્પષ્ટ તાણયુક્ત તિરાડો જોવા મળી નથી.સ્ટીલ પાઈપોને થતા નુકસાનના લાક્ષણિક પ્રકારો ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યા છે.3. નમૂના SB1 ને ઉદાહરણ તરીકે લેતા, લોડિંગના પ્રારંભિક તબક્કે જ્યારે બેન્ડિંગ મોમેન્ટ 18 kN m કરતાં ઓછી હોય, ત્યારે સેમ્પલ SB1 સ્પષ્ટ વિરૂપતા વિના સ્થિતિસ્થાપક તબક્કામાં હોય છે, અને માપેલ બેન્ડિંગ મોમેન્ટમાં વધારો દર કરતાં વધુ હોય છે. વક્રતામાં વધારો દર.ત્યારબાદ, ટેન્સિલ ઝોનમાં સ્ટીલ પાઇપ વિકૃત છે અને સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિક તબક્કામાં પસાર થાય છે.જ્યારે બેન્ડિંગ મોમેન્ટ લગભગ 26 kNm સુધી પહોંચે છે, ત્યારે મિડિયમ-સ્પૅન સ્ટીલનો કમ્પ્રેશન ઝોન વિસ્તરવાનું શરૂ કરે છે.લોડ વધે તેમ એડીમા ધીમે ધીમે વિકસે છે.જ્યાં સુધી લોડ તેની ટોચ પર પહોંચે નહીં ત્યાં સુધી લોડ-ડિફ્લેક્શન વળાંક ઘટતો નથી.
પ્રયોગ પૂર્ણ થયા પછી, નમૂના SB1 (RuCFST) અને નમૂના SB5 (CFST)ને વધુ સ્પષ્ટપણે બેઝ કોન્ક્રીટના નિષ્ફળતાના મોડને વધુ સ્પષ્ટપણે જોવા માટે કાપવામાં આવ્યા હતા, જેમ કે આકૃતિ 4 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. આકૃતિ 4 પરથી જોઈ શકાય છે કે નમૂનામાં તિરાડો SB1 બેઝ કોંક્રિટમાં સમાનરૂપે અને છૂટાછવાયા વિતરિત કરવામાં આવે છે, અને તેમની વચ્ચેનું અંતર 10 થી 15 સે.મી.નમૂના SB5 માં તિરાડો વચ્ચેનું અંતર 5 થી 8 cm છે, તિરાડો અનિયમિત અને સ્પષ્ટ છે.વધુમાં, નમૂના SB5 માં તિરાડો તણાવ ઝોનથી કમ્પ્રેશન ઝોન સુધી લગભગ 90° વિસ્તરે છે અને વિભાગની ઊંચાઈના લગભગ 3/4 સુધી વિકાસ પામે છે.નમૂના SB1 માં મુખ્ય કોંક્રિટ તિરાડો નમૂના SB5 કરતા નાની અને ઓછી વારંવાર હોય છે.રેતીને રબર સાથે બદલવાથી, ચોક્કસ હદ સુધી, કોંક્રિટમાં તિરાડોના વિકાસને અટકાવી શકાય છે.
અંજીર પર.5 દરેક નમૂનાની લંબાઈ સાથે વિચલનનું વિતરણ દર્શાવે છે.નક્કર રેખા એ ટેસ્ટ પીસનું વિચલન વળાંક છે અને ડોટેડ લાઇન એ સાઇનુસાઇડલ હાફ વેવ છે.અંજીરમાંથી.આકૃતિ 5 બતાવે છે કે સળિયાના વિચલન વળાંક પ્રારંભિક લોડિંગ સમયે સાઇનસાઇડલ હાફ-વેવ વળાંક સાથે સારા કરારમાં છે.જેમ જેમ લોડ વધે છે તેમ, ડિફ્લેક્શન કર્વ સાઇનસાઇડલ અર્ધ-તરંગ વળાંકથી સહેજ વિચલિત થાય છે.એક નિયમ તરીકે, લોડિંગ દરમિયાન, દરેક માપન બિંદુ પરના તમામ નમૂનાઓના વિચલન વણાંકો એક સપ્રમાણ અર્ધ-સાઇનસોઇડલ વળાંક છે.
શુદ્ધ બેન્ડિંગમાં RuCFST તત્વોનું વિચલન સાઇનસાઇડલ અર્ધ-તરંગ વળાંકને અનુસરતું હોવાથી, બેન્ડિંગ સમીકરણને આ રીતે વ્યક્ત કરી શકાય છે:
જ્યારે મહત્તમ ફાઇબર સ્ટ્રેઇન 0.01 હોય છે, ત્યારે વાસ્તવિક એપ્લિકેશન શરતોને ધ્યાનમાં લેતા, અનુરૂપ બેન્ડિંગ મોમેન્ટ એલિમેન્ટની અંતિમ બેન્ડિંગ ક્ષણ ક્ષમતા27 તરીકે નક્કી કરવામાં આવે છે.આ રીતે નિર્ધારિત માપેલ બેન્ડિંગ મોમેન્ટ કેપેસિટી (Mue) કોષ્ટક 1 માં દર્શાવવામાં આવી છે. માપેલ બેન્ડિંગ મોમેન્ટ કેપેસિટી (Mue) અને વક્રતા (φ) ની ગણતરી માટેના સૂત્ર (3) અનુસાર, આકૃતિ 6 માં M-φ વળાંક હોઈ શકે છે. કાવતરું કર્યું.M = 0.2Mue28 માટે, પ્રારંભિક જડતા Kie ને અનુરૂપ શીયર બેન્ડિંગ જડતા તરીકે ગણવામાં આવે છે.જ્યારે M = 0.6Mue, કાર્યકારી તબક્કાની બેન્ડિંગ જડતા (Kse) અનુરૂપ સેકન્ટ બેન્ડિંગ જડતા પર સેટ કરવામાં આવી હતી.
બેન્ડિંગ મોમેન્ટ વક્રતા વળાંક પરથી જોઈ શકાય છે કે સ્થિતિસ્થાપક તબક્કામાં બેન્ડિંગ મોમેન્ટ અને વક્રતા નોંધપાત્ર રીતે રેખીય રીતે વધે છે.બેન્ડિંગ ક્ષણની વૃદ્ધિનો દર વક્રતા કરતા સ્પષ્ટપણે વધારે છે.જ્યારે બેન્ડિંગ ક્ષણ M 0.2Mue હોય છે, ત્યારે નમૂનો સ્થિતિસ્થાપક મર્યાદાના તબક્કા સુધી પહોંચે છે.જેમ જેમ ભાર વધે છે, નમૂના પ્લાસ્ટિક વિકૃતિમાંથી પસાર થાય છે અને ઇલાસ્ટોપ્લાસ્ટિક તબક્કામાં જાય છે.M 0.7-0.8 Mue ની બરાબર બેન્ડિંગ ક્ષણ સાથે, સ્ટીલ પાઇપ ટેન્શન ઝોનમાં અને કમ્પ્રેશન ઝોનમાં વૈકલ્પિક રીતે વિકૃત થઈ જશે.તે જ સમયે, નમૂનાનો Mf વળાંક પોતાને એક વળાંક બિંદુ તરીકે પ્રગટ કરવાનું શરૂ કરે છે અને બિન-રેખીય રીતે વધે છે, જે સ્ટીલ પાઇપ અને રબર કોંક્રિટ કોરની સંયુક્ત અસરને વધારે છે.જ્યારે M, Mue ની બરાબર હોય છે, ત્યારે નમૂનો પ્લાસ્ટિકના સખ્તાઈના તબક્કામાં પ્રવેશે છે, જેમાં નમુનાનું વિચલન અને વળાંક ઝડપથી વધે છે, જ્યારે બેન્ડિંગ ક્ષણ ધીમે ધીમે વધે છે.
અંજીર પર.7 દરેક નમૂના માટે બેન્ડિંગ મોમેન્ટ (M) વિરુદ્ધ તાણ (ε) ના વળાંક બતાવે છે.નમૂનાના મધ્ય-સ્પાન વિભાગનો ઉપરનો ભાગ કમ્પ્રેશન હેઠળ છે, અને નીચેનો ભાગ તણાવ હેઠળ છે.“1″ અને “2″ ચિહ્નિત સ્ટ્રેઈન ગેજ પરીક્ષણ ભાગની ટોચ પર સ્થિત છે, “3″ ચિહ્નિત સ્ટ્રેઈન ગેજ નમૂનાની મધ્યમાં સ્થિત છે, અને સ્ટ્રેઈન ગેજ “4″ અને “5″ ચિહ્નિત થયેલ છે.” પરીક્ષણ નમૂના હેઠળ સ્થિત છે.નમૂનાનો નીચેનો ભાગ અંજીર 2 માં દર્શાવવામાં આવ્યો છે. આકૃતિ 7 માંથી જોઈ શકાય છે કે લોડિંગના પ્રારંભિક તબક્કે, તત્વના તણાવ ઝોન અને કમ્પ્રેશન ઝોનમાં રેખાંશ વિકૃતિઓ ખૂબ નજીક છે, અને વિકૃતિઓ લગભગ રેખીય છે.મધ્ય ભાગમાં, રેખાંશ વિરૂપતામાં થોડો વધારો થયો છે, પરંતુ આ વધારાની તીવ્રતા ઓછી છે. ત્યારબાદ, ટેન્શન ઝોનમાં રબરના કોંક્રિટમાં તિરાડ પડી ગઈ છે. કારણ કે ટેન્શન ઝોનમાં સ્ટીલ પાઇપને માત્ર બળનો સામનો કરવાની જરૂર છે, અને કમ્પ્રેશન ઝોનમાં રબર કોંક્રિટ અને સ્ટીલ પાઇપ એકસાથે ભાર સહન કરે છે, તત્વના તાણ ઝોનમાં વિકૃતિ વિરૂપતા કરતા વધારે છે ઇલાસ્ટોપ્લાસ્ટિક સ્ટેજ. નમૂનાના તાણમાં વધારો થવાનો દર બેન્ડિંગ ક્ષણ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે હતો, અને પ્લાસ્ટિક ઝોન સંપૂર્ણ ક્રોસ સેક્શનમાં વિકાસ કરવાનું શરૂ કર્યું.
દરેક નમૂના માટે M-um વળાંક આકૃતિ 8 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. ફિગ પર.8, તમામ M-um વળાંકો પરંપરાગત CFST સભ્યો22,27 જેવા જ વલણને અનુસરે છે.દરેક કિસ્સામાં, M-um વળાંકો પ્રારંભિક તબક્કામાં સ્થિતિસ્થાપક પ્રતિસાદ દર્શાવે છે, ત્યારબાદ મહત્તમ સ્વીકાર્ય બેન્ડિંગ ક્ષણ સુધી ધીમે ધીમે પહોંચી ન જાય ત્યાં સુધી, ઘટતી જડતા સાથે સ્થિતિસ્થાપક વર્તન દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે.જો કે, વિવિધ પરીક્ષણ પરિમાણોને લીધે, M-um વણાંકો થોડા અલગ છે.3 થી 5 સુધીના શીયર-ટુ-સ્પાન રેશિયો માટે ડિફ્લેક્શન ક્ષણ ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે.8 એ.નમૂના SB2 (શિઅર ફેક્ટર λ = 4) ની અનુમતિપાત્ર બેન્ડિંગ ક્ષમતા નમૂના SB1 (λ = 5) કરતા 6.57% ઓછી છે, અને નમૂના SB3 (λ = 3) ની બેન્ડિંગ મોમેન્ટની ક્ષમતા નમૂના SB2 કરતા વધારે છે. (λ = 4) 3.76%.સામાન્ય રીતે કહીએ તો, જેમ-જેમ શીયર-ટુ-સ્પાન રેશિયો વધે છે, તેમ સ્વીકાર્ય ક્ષણમાં ફેરફારનું વલણ સ્પષ્ટ નથી.M-um વળાંક શીયર-ટુ-સ્પાન રેશિયો સાથે સંબંધિત હોય તેવું લાગતું નથી.1.03 થી 5.05 સુધીના શીયર-ટુ-સ્પાન રેશિયો સાથે CFST બીમ માટે લુ અને કેનેડી25 એ જે અવલોકન કર્યું તેની સાથે આ સુસંગત છે.CFST સભ્યો માટે સંભવિત કારણ એ છે કે જુદા જુદા સ્પાન શીયર રેશિયો પર, કોંક્રિટ કોર અને સ્ટીલ પાઈપો વચ્ચે ફોર્સ ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ લગભગ સમાન છે, જે પ્રબલિત કોંક્રિટ સભ્યો માટે સ્પષ્ટ નથી 25.
અંજીરમાંથી.8b દર્શાવે છે કે નમૂના SB4 (r = 10%) અને SB1 (r = 20%) ની બેરિંગ ક્ષમતા પરંપરાગત નમૂના CFST SB5 (r = 0) કરતાં થોડી વધારે અથવા ઓછી છે, અને 3.15 ટકા વધી છે અને ઘટાડો થયો છે. 1.57 ટકા.જો કે, નમૂના SB4 અને SB1 ની પ્રારંભિક બેન્ડિંગ જડતા (Kie) નમૂના SB5 કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે, જે અનુક્રમે 19.03% અને 18.11% છે.ઓપરેટિંગ તબક્કામાં સેમ્પલ SB4 અને SB1 ની બેન્ડિંગ જડતા (Kse) અનુક્રમે SB5 સેમ્પલ કરતાં 8.16% અને 7.53% વધારે છે.તેઓ દર્શાવે છે કે રબરના અવેજીના દરની બેન્ડિંગ ક્ષમતા પર થોડી અસર પડે છે, પરંતુ RuCFST નમુનાઓની બેન્ડિંગ જડતા પર મોટી અસર પડે છે.આ એ હકીકતને કારણે હોઈ શકે છે કે RuCFST નમૂનાઓમાં રબર કોંક્રિટની પ્લાસ્ટિસિટી પરંપરાગત CFST નમૂનાઓમાં કુદરતી કોંક્રિટની પ્લાસ્ટિકિટી કરતાં વધારે છે.સામાન્ય રીતે, કુદરતી કોંક્રિટમાં ક્રેકીંગ અને ક્રેકીંગ રબરવાળા કોંક્રીટ કરતા વહેલા પ્રચાર કરવાનું શરૂ કરે છે.બેઝ કોંક્રિટના લાક્ષણિક નિષ્ફળતા મોડમાંથી (ફિગ. 4), નમૂના SB5 (કુદરતી કોંક્રિટ) ની તિરાડો નમૂના SB1 (રબર કોંક્રિટ) કરતાં મોટી અને ગીચ હોય છે.આ SB5 નેચરલ કોંક્રિટ નમૂનાની તુલનામાં SB1 રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ નમૂના માટે સ્ટીલ પાઈપો દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ ઉચ્ચ સંયમમાં ફાળો આપી શકે છે.Durate16 અભ્યાસ પણ સમાન તારણો પર આવ્યો હતો.
અંજીરમાંથી.8c બતાવે છે કે RuCFST તત્વ હોલો સ્ટીલ પાઇપ તત્વ કરતાં વધુ સારી રીતે બેન્ડિંગ ક્ષમતા અને નમ્રતા ધરાવે છે.RuCFST (r=20%) માંથી નમૂના SB1 ની બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ ખાલી સ્ટીલ પાઈપમાંથી નમૂના SB6 કરતાં 68.90% વધારે છે અને સેમ્પલ SB1 ના ઓપરેશન (Kse)ના તબક્કે પ્રારંભિક બેન્ડિંગ જડતા (Kie) અને બેન્ડિંગ જડતા અનુક્રમે 40.52% છે., જે સેમ્પલ SB6 કરતા વધારે છે, તે 16.88% વધારે હતું.સ્ટીલ પાઇપ અને રબરાઇઝ્ડ કોંક્રીટ કોરની સંયુક્ત ક્રિયા સંયુક્ત તત્વની ફ્લેક્સરલ ક્ષમતા અને જડતા વધારે છે.જ્યારે શુદ્ધ બેન્ડિંગ લોડ્સને આધિન હોય ત્યારે RuCFST તત્વો સારા નમ્રતાના નમૂનાઓ દર્શાવે છે.
પરિણામી બેન્ડિંગ ક્ષણોની તુલના વર્તમાન ડિઝાઇન ધોરણો જેમ કે જાપાનીઝ નિયમો AIJ (2008) 30, બ્રિટિશ નિયમો BS5400 (2005) 31, યુરોપિયન નિયમો EC4 (2005) 32 અને ચાઈનીઝ નિયમો GB50936 (2014) 33માં ઉલ્લેખિત બેન્ડિંગ મોમેન્ટ્સ સાથે કરવામાં આવી હતી. (Muc) ને પ્રાયોગિક બેન્ડિંગ મોમેન્ટ (Mue) કોષ્ટક 4 માં આપેલ છે અને અંજીરમાં પ્રસ્તુત છે.9. AIJ (2008), BS5400 (2005) અને GB50936 (2014) ના ગણતરી કરેલ મૂલ્યો અનુક્રમે સરેરાશ પ્રાયોગિક મૂલ્યો કરતા 19%, 13.2% અને 19.4% ઓછા છે.EC4 (2005) દ્વારા ગણવામાં આવેલ બેન્ડિંગ મોમેન્ટ એ સરેરાશ પરીક્ષણ મૂલ્ય કરતાં 7% નીચું છે, જે સૌથી નજીક છે.
શુદ્ધ બેન્ડિંગ હેઠળના RuCFST તત્વોના યાંત્રિક ગુણધર્મો પ્રાયોગિક રીતે તપાસવામાં આવે છે.સંશોધનના આધારે, નીચેના તારણો દોરી શકાય છે.
RuCFST ના પરીક્ષણ કરાયેલા સભ્યોએ પરંપરાગત CFST પેટર્ન જેવું વર્તન દર્શાવ્યું.ખાલી સ્ટીલ પાઈપના નમુનાઓને બાદ કરતાં, RuCFST અને CFST નમુનાઓમાં રબર કોંક્રીટ અને કોંક્રીટ ભરવાને કારણે સારી નમ્રતા હોય છે.
શીયર ટુ સ્પેન રેશિયો 3 થી 5 સુધી બદલાય છે અને પરીક્ષણ કરેલ ક્ષણ અને બેન્ડિંગ જડતા પર થોડી અસર થાય છે.રબર રિપ્લેસમેન્ટનો દર નમૂનાના વળાંકના પ્રતિકાર પર વ્યવહારીક રીતે કોઈ અસર કરતું નથી, પરંતુ તે નમૂનાની બેન્ડિંગ જડતા પર ચોક્કસ અસર કરે છે.10% ના રબર રિપ્લેસમેન્ટ રેશિયો સાથે નમૂના SB1 ની પ્રારંભિક ફ્લેક્સરલ જડતા પરંપરાગત નમૂના CFST SB5 કરતા 19.03% વધારે છે.યુરોકોડ EC4 (2005) RuCFST તત્વોની અંતિમ બેન્ડિંગ ક્ષમતાનું ચોક્કસ મૂલ્યાંકન કરવાની મંજૂરી આપે છે.બેઝ કોંક્રીટમાં રબર ઉમેરવાથી કોન્ક્રીટની બરડતા સુધરે છે, જે કન્ફ્યુશીયન તત્વોને સારી કઠિનતા આપે છે.
ડીન, એફએચ, ચેન, યુ.એફ., યુ, યુ.જે., વાંગ, એલપી અને યુ, ઝેડવી ટ્રાંસવર્સ શીયરમાં કોંક્રિટથી ભરેલા લંબચોરસ વિભાગના સ્ટીલ ટ્યુબ્યુલર સ્તંભોની સંયુક્ત ક્રિયા.માળખુંકોંક્રિટ 22, 726–740.https://doi.org/10.1002/suco.202000283 (2021).
ખાન, એલએચ, રેન, ક્યુએક્સ, અને લી, ડબલ્યુ. કોંક્રીટથી ભરેલી સ્ટીલ પાઇપ (CFST) વલણવાળા, શંકુ આકારના અને ટૂંકા STS કૉલમ સાથે પરીક્ષણ.જે. બાંધકામ.સ્ટીલ ટાંકી 66, 1186–1195.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2010.03.014 (2010).
મેંગ, EC, Yu, YL, Zhang, XG & Su, YS સિસ્મિક પરીક્ષણ અને રિસાયકલ કરેલ એકંદર સ્ટીલ ટ્યુબ્યુલર ફ્રેમિંગથી ભરેલી રિસાયકલ હોલો બ્લોક દિવાલોના પર્ફોર્મન્સ ઇન્ડેક્સ અભ્યાસ.માળખુંકોંક્રિટ 22, 1327–1342 https://doi.org/10.1002/suco.202000254 (2021).
Duarte, APK એટ અલ.રબર કોંક્રિટથી ભરેલા ટૂંકા સ્ટીલ પાઈપોનો પ્રયોગ અને ડિઝાઇન.પ્રોજેક્ટમાળખું112, 274-286.https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.01.018 (2016).
જાહ, એસ., ગોયલ, એમકે, ગુપ્તા, બી., અને ગુપ્તા, એકે ભારતમાં કોવિડ 19નું નવું જોખમ વિશ્લેષણ, આબોહવા અને સામાજિક-આર્થિક પરિબળોને ધ્યાનમાં લેતા.ટેકનોલોજીઆગાહીસમાજખુલ્લા.167, 120679 (2021).
કુમાર, એન., પુનિયા, વી., ગુપ્તા, બી. અને ગોયલ, એમકે નવી જોખમ મૂલ્યાંકન પ્રણાલી અને નિર્ણાયક ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરની આબોહવા પરિવર્તન સ્થિતિસ્થાપકતા.ટેકનોલોજીઆગાહીસમાજખુલ્લા.165, 120532 (2021).
લિયાંગ, ક્યુ અને ફ્રેગોમેની, એસ. એક્સિયલ લોડિંગ હેઠળ કોંક્રિટથી ભરેલા સ્ટીલ પાઈપ્સના ટૂંકા ગોળ સ્તંભોનું બિનરેખીય વિશ્લેષણ.જે. બાંધકામ.સ્ટીલ રિઝોલ્યુશન 65, 2186–2196.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2009.06.015 (2009).
એલોબેડી, ઇ., યંગ, બી. અને લેમ, ડી. ગાઢ સ્ટીલ પાઈપોથી બનેલા પરંપરાગત અને ઉચ્ચ-શક્તિવાળા કોંક્રિટથી ભરેલા રાઉન્ડ સ્ટબ કૉલમનું વર્તન.જે. બાંધકામ.સ્ટીલ ટાંકી 62, 706–715.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2005.11.002 (2006).
હુઆંગ, વાય. એટ અલ.ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ઠંડા-રચિત પ્રબલિત કોંક્રિટ લંબચોરસ ટ્યુબ્યુલર સ્તંભોની તરંગી કમ્પ્રેશન લાક્ષણિકતાઓની પ્રાયોગિક તપાસ.J. Huaqiao યુનિવર્સિટી (2019).
યાંગ, વાયએફ અને ખાન, તરંગી સ્થાનિક કમ્પ્રેશન હેઠળ ટૂંકા કોંક્રિટથી ભરેલા સ્ટીલ પાઇપ (સીએફએસટી) કૉલમનું એલએચ વર્તન.પાતળી દિવાલ બાંધકામ.49, 379-395.https://doi.org/10.1016/j.tws.2010.09.024 (2011).
ચેન, જેબી, ચાન, ટીએમ, સુ, આરકેએલ અને કાસ્ટ્રો, જેએમ અષ્ટકોણ ક્રોસ સેક્શન સાથે કોંક્રિટથી ભરેલા સ્ટીલ ટ્યુબ્યુલર બીમ-કૉલમની ચક્રીય લાક્ષણિકતાઓનું પ્રાયોગિક મૂલ્યાંકન.પ્રોજેક્ટમાળખું180, 544–560.https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.10.078 (2019).
ગુણવર્દેના, YKR, અસલાની, F., Ui, B., Kang, WH અને Hicks, S. એકવિધ શુદ્ધ બેન્ડિંગ હેઠળ કોંક્રિટથી ભરેલા ગોળાકાર સ્ટીલ પાઈપોની મજબૂતાઈની લાક્ષણિકતાઓની સમીક્ષા.જે. બાંધકામ.સ્ટીલ ટાંકી 158, 460–474.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2019.04.010 (2019).
Zanuy, C. સ્ટ્રિંગ ટેન્શન મોડલ અને બેન્ડિંગમાં રાઉન્ડ CFST ની ફ્લેક્સરલ જડતા.આંતરિક J. સ્ટીલ માળખું.19, 147-156.https://doi.org/10.1007/s13296-018-0096-9 (2019).
લિયુ, યુ.H. અને Li, L. અક્ષીય ભાર હેઠળ રબર કોંક્રિટ ચોરસ સ્ટીલ પાઈપોના ટૂંકા સ્તંભોના યાંત્રિક ગુણધર્મો.જે. ઉત્તરપૂર્વ.યુનિવર્સિટી (2011).
Duarte, APK એટ અલ.ચક્રીય લોડિંગ [J] રચના હેઠળ ટૂંકા સ્ટીલ પાઇપ સાથે રબર કોંક્રિટના પ્રાયોગિક અભ્યાસ.માળખું136, 394-404.https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.10.015 (2016).
લિયાંગ, જે., ચેન, એચ., હુએઇંગ, ડબ્લ્યુડબ્લ્યુ અને ચોંગફેંગ, HE રબર કોંક્રિટથી ભરેલા રાઉન્ડ સ્ટીલ પાઇપના અક્ષીય સંકોચનની લાક્ષણિકતાઓનો પ્રાયોગિક અભ્યાસ.કોંક્રિટ (2016).
ગાઓ, કે. અને ઝોઉ, જે. ચોરસ પાતળી-દિવાલોવાળા સ્ટીલ પાઇપ સ્તંભોનું અક્ષીય કમ્પ્રેશન ટેસ્ટ.હુબેઈ યુનિવર્સિટીની જર્નલ ઓફ ટેકનોલોજી.(2017).
Gu L, Jiang T, Liang J, Zhang G, અને Wang E. ઊંચા તાપમાનના સંપર્કમાં આવ્યા પછી ટૂંકા લંબચોરસ પ્રબલિત કોંક્રિટ સ્તંભોનો પ્રાયોગિક અભ્યાસ.કોંક્રિટ 362, 42–45 (2019).
જિઆંગ, ટી., લિયાંગ, જે., ઝાંગ, જી. અને વાંગ, ઇ. ઉચ્ચ તાપમાનના સંપર્કમાં આવ્યા પછી અક્ષીય સંકોચન હેઠળ રાઉન્ડ રબર-કોંક્રિટ ભરેલા સ્ટીલ ટ્યુબ્યુલર સ્તંભોનો પ્રાયોગિક અભ્યાસ.કોંક્રિટ (2019).
પટેલ VI કોંક્રીટથી ભરેલા ગોળ છેડા સાથે અક્ષીય રીતે લોડ થયેલ ટૂંકા સ્ટીલ ટ્યુબ્યુલર બીમ-કૉલમની ગણતરી.પ્રોજેક્ટમાળખું205, 110098. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.110098 (2020).
લુ, એચ., હાન, એલએચ અને ઝાઓ, SL કોંક્રિટથી ભરેલી ગોળ પાતળી-દિવાલોવાળી સ્ટીલ પાઈપોના વળાંકના વર્તનનું વિશ્લેષણ.પાતળી દિવાલ બાંધકામ.47, 346–358.https://doi.org/10.1016/j.tws.2008.07.004 (2009).
અબેન્ડે આર., અહમદ એચએસ અને હુનૈતી યુ.એમ.રબર પાવડર ધરાવતા કોંક્રિટથી ભરેલા સ્ટીલ પાઇપના ગુણધર્મોનો પ્રાયોગિક અભ્યાસ.જે. બાંધકામ.સ્ટીલ ટાંકી 122, 251–260.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.03.022 (2016).
GB/T 228. મેટાલિક મટીરીયલ્સ માટે સામાન્ય ટેમ્પરેચર ટેન્સાઈલ ટેસ્ટ મેથડ (ચાઈના આર્કિટેક્ચર એન્ડ બિલ્ડીંગ પ્રેસ, 2010).