Non-linear Finite Element Simulation of Rectangular Hybrid FRP-Concrete-Steel Double-Skin Tubular Columns Under Axial Compression

Dieses Kapitel befasst sich mit der nichtlinearen Finite-Elemente-Simulation rechteckiger Hybrid-GFK-Beton-Stahl-Doppelschalen-Rohrsäulen (DSTCs) unter axialer Kompression. Die Studie konzentriert sich auf vier Schlüsselbereiche: den Einfluss des äußeren Aspektverhältnisses von GFK-Rohren, den Einfluss der äußeren GFK-Rohrdicke, den Einfluss der inneren Stahlrohrdicke und die Rolle der Betonfüllung innerhalb des inneren Stahlrohres. Durch umfangreiche numerische Simulationen zeigt die Forschung, dass die Erhöhung des Streckungsverhältnisses des äußeren GFK-Rohres zu höheren axialen Belastungen in eingeschlossenen Beton führt, während die axiale Spannung keine einheitliche Zunahme aufweist. Die Studie zeigt auch, dass die unterschiedliche Dicke des äußeren GFK-Rohrs einen marginalen Effekt auf das Verhalten der DSTCs hat, aber sowohl die axiale Spannung als auch die Belastung von eingeschlossenen Beton erhöht. Bemerkenswert ist, dass die innere Stahlrohrdicke signifikante Veränderungen sowohl der axialen Spannung als auch der Belastung aufweist, was ihren erheblichen Einfluss auf die strukturelle Leistung unterstreicht. Darüber hinaus zeigen die Untersuchungen, dass mit Beton gefüllte Proben deutlich höhere axiale Spannungen aufweisen als hohle, obwohl dies mit einer leichten Verringerung der axialen Belastung einhergeht. Die Schlussfolgerungen aus dieser Studie betonen das Potenzial zur Optimierung der Konstruktionsparameter zur Verbesserung der axialen Tragfähigkeit von hybriden rechteckigen DSTCs, wobei die Zielkonflikte zwischen axialen Spannungen und Belastungen von eingeschlossenen Beton berücksichtigt werden.