Abstract A new type of concrete columns was developed at the University of Alabama in Huntsville for new construction to achieve more durable and economical structures. The columns are made of concrete cores encased in a PVC tube reinforced with fiber reinforced polymer (FRP). The PVC tubes are externally reinforced with continuous impregnated fibers in the form of hoops at different spacings. The PVC acts as formwork and a protective jacket, while the FRP hoops provide confinement to the concrete so that the ultimate compressive strength and ductility of concrete columns can be significantly increased. The volume of fibers used in this hybrid column system is very modest compared to other existing confinement methods such as FRP tubes and FRP jackets. This paper discusses the stress-strain behavior of these new composite concrete cylinders under axial compression loading. Test variables include the type of fiber, volume of fiber, and the spacing between the FRP hoops. A theoretical analysis was performed to predict the ultimate strength, failure strain and the entire stress-strain curve of concrete confined with PVC-FRP tubes. Test results show that the external confinement of concrete columns by PVC-FRP tubes results in enhancing compressive strength, ductility and energy absorption capacity. A comparison between experimental and analytical results indicates that the models provide satisfactory predictions of ultimate compressive strength, failure strain and stress-strain response.

Résumé Un nouveau type de colonnes de béton a été développé à l'Université d'Alabama à Huntsville, pour réaliser des constructions nouvelles, plus durables et plus économiques. Les colonnes sont faites de noyaux de béton contenus dans un tube en PVC consolidé par des polymères renforcés de fibres (FRP). Les tubes en PVC sont renforcés sur le plan externe à l'aide de fibres imprégnées continues se présentant sous la forme d'armatures transversales à différents espacements. Le PVC agit comme un coffrage et un revêtement protecteur, tandis que les armatures en FRP fournissent au béton le confinement, de telle sorte que la résistance à la compression maximale et la ductilité des colonnes de béton soient augmentées de façon significative. Le volume de fibres utilisé dans ce système de colonnes hybrides est relativement modeste par rapport aux autres méthodes de confinement existantes, comme les tubes et revêtements en FRP. Cet article traite du comportement contrainte-déformation de ces nouveaux cylindres en béton composite sous chargement axial en compression. Parmi les variables des essais se trouvent le type de fibres, le volume de fibres et l'espacement entre les armatures en FRP. Une analyse théorique a été préconçue pour prévoir la résistance maximale, la tension de rupture et l'entière courbe contrainte-déformation du béton confiné avec des tubes en PVC-FRP. Les résultats des essais montrent que le confinement externe des colonnes de béton par des tubes en PVC-FRP vient améliorer la résistance à la compression, la ductilité et la capacité d'absorption d'énergie. Une comparaison des résultats expérimentaux et analytiques indique que les modèles apportent des prévisions satisfaisantes de la résistance à la compression maximale, de la tension de rupture et de la réponse de la contrainte-déformation.