Прочность на сдвиг в Стыки сборного железобетона Сегментные Мосты
Поведение железобетонных сегментарных окне балки мостов как на работоспособность и конечные условия прочность зависит от поведения соединений между сегментами. Чтобы точно предсказать мост ответ в течение всей диапазоне нагрузок, знание совместное поведение имеет важное значение. В этом исследовании, серия полномасштабных суставы, плоские и введенных, сухой и epoxied, singlekeyed и несколько набирать, были протестированы в различных ограничиваясь уровни стресса и эпоксидных толщины. Сдвига поведения, срез, и сдвига механизмы передачи этих различных видов соединений были изучены. Было установлено, что мощность сдвига суставов возросло горное давление увеличилось, и epoxied суставов неизменно выше прочность на сдвиг, чем сухие суставов, однако неспособность более хрупкой, чем сухие суставов. Средний предел прочности на сдвиг для ключа в нескольких введенных сухого суставов всегда оказывается меньше, чем в одном набирать сухого суставов из-за несовершенства в оснащении ключей. Сдвигу ключей в нескольких введенных epoxied суставов, однако, аналогичные тем, кто в одном набирать суставов, с указанием эпоксидной смягчить недостатки и фиксации разрешается касательной нагрузки равномерно распределены.
Экспериментальные результаты, полученные в этих опытах были сопоставлены с AASHTO и другой критерий дизайна. Было видно, что эти отношения, как правило, недооценивают прочности на срез одного набирать суставов и нескольких введенных epoxied суставов стоимости до 40%, но они всегда сильно переоценивают срез сухого нескольких введенных суставов. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что некоторые факторы силы сокращения должны быть введены в разработку отношений применительно к multiplekeyed сухого суставов ..
Ключевые слова: эпоксидные, совместное; сборного бетона, прочность на сдвиг.
(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Проектирование, разработку, и признание во всем мире сегментарной строительства в области предварительно напряженных железобетонных мостов сегментарные (PCSBs) представляет собой один из наиболее интересных и важных достижений в гражданской engineering.1 большое количество пост-натянутой PCSBs различной длины были построены , в результате спрос экономических и безопасная конструкция, быстрый, универсальный и практичная конструкция и превосходное serviceability.1, 2 сегментных мостов признаются в качестве решения для многих проблем с моста высокую износоустойчивость, низкая стоимость жизненного цикла, и контроль качества легко achieved.1, 2
Общее поведение, в том числе предел прочности сегментарных мостов, в зависимости от поведения стыки между segments.2-4 Ранние формы эти мосты обычно используется одной клавиши в веб-часть, а это может быть усилено в ключевой области. Существующая практика, однако, использовать несколько ключей, которые, как правило, в неармированных ключевые зоны, распределенных по высоте в Интернете и фланцев, и при условии улучшения взаимосвязанных performance.5, 6 Эти соединения представляют собой места разрыва, через который сжатия и сдвига силы передаются. Жесткость и прочность на сдвиг соединений между сборных сегментов может быть слабее, чем в прилегающих монолитной секции в рамках сегмента. Ключи в этих суставов служат три функции. Первый состоит в согласовании сегментов во время эрекции. Вторая заключается в передаче поперечной силы между сегментами во время службы, а третий для обеспечения долговечности, защищая предварительного напряжения сухожилий от коррозии, где жил через joints.2, 5 суставов может быть построена и установлена либо с использованием эпоксидных слоя между сегментами или в сухом состоянии.
В эпоксидных соединений, тонкий слой эпоксидной обычно имеет толщину от 1 до 2 мм, 1,5 с суставами быть соответствие, а еще эпоксидной пластмассы. Хотя PCSBs сухой суставов могут пострадать прочность проблемы, и ни AASHTO5 ни большинство сегментарных инженеров-конструкторов рекомендуем сухие муфты для сборных сегментарных мостов, кажется, все более и более популярной благодаря своей простоте в строительстве ..
Хотя сборная сегментарных балки мостов окно широко используется, есть довольно мало информации о поведении и дизайн таких мостов, особенно в области суставов между сегментами. Предыдущие экспериментальных исследований, что считается поведение под нагрузкой можно разделить на сосредоточенные на модели сегментарной мостов и сосредоточенные на поведение сдвига соединения. Исследования по изучению поведения сборных сегментарных палубы с внешними сухожилия и суставы сухие проводились Макгрегор, Крегер и Breen7 и Rabbat и Sowlat.8 Более поздние исследователи, которые считаются сдвига поведение соединений включены Мэтток и Хокинс, 9 Koseki и Брин, 3 и Buyukozturk, Бахум и Beattie.6 Эта работа, скорее всего, ограничивается одним-введено суставов и отличается в деталях от, которая используется в строительстве, где фактические нескольких введенных суставы доминирующим. В ходе предварительного расследования по Ромбах и Спекер, 10 на основе численного анализа, показали, что аналитическая зависимость от одного ключа может дать прогнозы небезопасным при использовании в конструкции узлов в структуру с более чем один сдвиг ключа.
Типичные процедуры для проектирования введенных суставов использовать эмпирическую зависимость в виде простой аналитической формулы, таких, как предложенный AASHTO5 ACI.11 и цели этих формул сдвига дизайн для предотвращения сдвига строя в результате диагональных трещин. Неспособность модель "сдвига-офф провал", однако, всегда происходит путем резки с ключами вдоль плоскости стыка в PCSB.3, 6
В данной работе систематических экспериментальных работ, которые были проведены для изучения сдвига поведении типичных соединений, используемых в сегментарных окне балки мостов (PCSBs) под монотонно увеличилась нагрузка представил. Эксперименты проводились на полномасштабное совместное ключевых моделей геометрии напоминающий введенных совместных фактических мост сегментов с плоскими (не набирать) суставов и введенных суставов (одного набирать суставов и три набирать суставов представляющих многочисленные набирать соединений, используемых в практики), как в сухих и epoxied условиях. Последствия напрягаемой уровнях, эпоксидных толщины, и количество клавиш на касательные поведения, а также огромного прочность суставов, было исследовано. Сдвига потенциала каждого ключа в различных видах соединений (одно-и введенных нескольких введенных суставов) был рассмотрен. Средняя мощность сдвига каждый ключ в нескольких введенных сухого суставов всегда ниже, чем у одного набирать сухого суставов из-за несовершенства установки, которые существуют в нескольких введенных суставов. Эти установки несовершенства уменьшить общий потенциал сдвига в нескольких введенных суставов.
Эпоксидные в совместном снижает эффект установки несовершенства между сегментами и, следовательно, средняя мощность сдвига единицы в нескольких ключевых набирать epoxied суставов, как правило, сопоставимы с одной набирать epoxied суставов. Эмпирические отношения развиваются, что оценка прочности на сдвиг различных видов соединений и по сравнению с широко используемой AASHTO5 положения и дизайн формуле, предложенной Ромбах и Specker10, полученных из численного анализа. AASHTO и Ромбах и формулы Спекер дизайн всегда недооценивают срез с одной введенных суставов, но значительно переоценить срез нескольких набирать сухого суставов. Таким образом, они могут привести к небезопасной конструкции применительно к нескольким набирать суставов. Сдвига коэффициент сокращения силы должен быть включен в эти формулы, выведенные из одного набирать суставов оценить срез нескольких набирать суставов ..
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В работе представлены данные, которые используются для проверки применимости имеющихся сдвига дизайн положений (AASHTO) на конструктивные элементы, которые были использованы в конструкции для предотвращения веб сдвиговых трещин, изгиб, растрескивания и диагональных веб дробления в типичных введенных суставов PCSBs. Это исследование показало, и это было также подтверждено другими исследованиями, 3,6, что введенных в суставах PCSBs из строя в результате сдвига с на клавиши. Доступных положений дизайн сдвига, как правило, недооценивают потенциал сдвига одной набирать суставов и нескольких введенных epoxied суставов стоимости до 40%, но они сильно переоценить прочность на сдвиг нескольких набирать сухого суставов. Соответствие поверхностей и ключи всегда несовершенство введенных соединений и, следовательно, не позволяет срез ключей в нескольких введенных суставов будут полностью разработаны. Уменьшение общей прочности на сдвиг нескольких набирать суставов поэтому произошло. Эта статья дает представление о изменении сдвига потенциала ключи для различных типов соединений, а также новые положения дизайн предлагается, основанные на этих исследованиях и экспериментальных результатов ..
Экспериментальная установка и методику испытаний
Поскольку основная цель этих исследований заключалась в изучении прочности на сдвиг и поведение соединений в PCSBs, на испытательной установке позволило плоскости сдвига подвергаться сдвига без момента. Установки pushoff тестирования, аналогичного тому, который используется Мэтток и Hawkins9 для изучения поведения сдвига передачи бетона, было принято. Buyukozturk, Бахум и Beattie6 также используются аналогичные установки тест, чтобы изучить поведение сдвига стыков между сегментами PCSB. Образцов для единообразная набирать и набирать три совместных испытаний приведены на рис. 1 (а) и (б). Все образцы имели толщину 250 мм. Ограничиваясь напряжения, имитируя эффект предварительного напряжения сил в сегментарных мостов, была применена к суставных поверхностей с помощью системы приводится в движение гидравлическим насосом и была подтверждена показаниями датчика нагрузки и деформации датчиков, наклеенных на образцах удаленных от введенных области в обеих частях соединений во время тестирования. Типичная установка из введенных совместные испытания показано на рис. 1 (с). Установки для плоских совместных испытаний было, как и для введенных сустава, за исключением, что нет ключей по совместной поверхности ..
Образцы были брошены либо в отдельных соответствия, мужчины и женщины, нержавеющая сталь обрабатывается формы с очень мелко допусков геометрии, либо через матч-литой метод. Коммерческая эпоксидной использовали в этом тесте программы структурной эпоксидным клеем из Франции. Эпоксидной был применен к суставных поверхностей 3 дней до начала испытания с небольшими полосами алюминия, которые были размещены на границе с эпоксидным регионе для контроля толщины и эпоксидных нести удержания давления при эпоксидной был в пластическом состоянии. Эти тонкие полоски алюминия 1, 2 и 3 мм для различных толщин эпоксидной испытания. Epoxied образец был излечен в лаборатории под ограничиваясь давлением около 0,3 МПа, как это было предложено PTI, 12 в течение 3 дней.
Смещения контрольных испытаний всех образцов проводились при постоянной скорости удара 0,005 мм / с (0,3 мм / мин). Данные, полученные в ходе испытаний включала приложенной силы, измеряемой калибровка внутренней ячейки нагрузки, ход траверсы на тестовой машине, измеряемая внутренней LVDT (линейный дифференциальный преобразователь переменного); горизонтального давления заключения, измеряемой нагрузки ячейки в гидравлический насос и относительно вертикального перемещения по LVDTs, а относительная величина горизонтального смещения (разделение двух частей совместного образца) на LVDTs, как показано на рис. 1 (а) и (б).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
Опытный образец системы выявления принимается. Тест идентификатор представлены Ми-D (или Е)-F (или км)-N, где M представляет собой монотонные нагрузки, а цифра указывает на следующие M удерживающего напряжения в единицу МПа; D для сухого суставов; E представляет epoxied суставов, а также следующие цифры E представляет собой эпоксидным толщина в мм, а F представляет собой плоские суставы, в то время как K указывает введенных совместных и т дает клавишу. Последнее цифра п представляет номер теста при тех же условиях тестирования. Например, M4-DK1-1 представляет собой первый сингл набирать сухой совместные испытания в удерживающего напряжения 4 МПа при монотонной нагрузки.
Испытания плоские суставы
В общей сложности, четыре плоских сухих суставов и шесть плоских epoxied соединения были проверены с удерживающего напряжение 1, 2 и 3 МПа, соответственно. Эпоксидных толщины исследуемых 1 и 2 мм. Предел прочности на сдвиг плоских стыков, перечисленных в таблице 1.
Тесты плоскими сухими суставами Данные представлены графически, где оси абсцисс отложена значения относительной вертикальное перемещение между двумя частями образца, а по оси ординат представляет собой среднее нормированного напряжения сдвига на сустав. Нормированные среднее напряжение сдвига получается путем нормализации среднего напряжения сдвига в отношении [радикальных] f'c учитывать влияние изменения прочности бетона в образцах. Такая нормализация также в соответствии с МСА и AASHTO положения для сдвига разработке конкретных членов. Среднее напряжение сдвига определяется как прикладное поперечной силы, деленной на площадь сдвига плоскости (50000 мм ^ 2 ^ SUP для плоских соединений в данном исследовании). Типичные нормированного напряжения сдвига относительное смещение кривых для плоских сухих образцов приведены на рис. 2. Нормированные напряжения сдвига возрастает примерно линейно уровень стресса, при котором суставные поверхности начала скольжения. Нет трещин были замечены на образец, и суставные поверхности не были повреждены, за исключением мелких шлифовальных о чем свидетельствуют конкретные измельчения порошка на поверхности.
Выражение определяется по сдвигу плоскими сухими соединения через горное давление, независимо от эффекта прочности бетона, где прочность на сдвиг определяется как уровень нагрузки, при которой происходит проскальзывание или максимальное напряжение, принятых по поверхности. Разделив касательной нагрузки на площадь поверхности трения.
где Срез сухого плоского соединения может быть оценена как
V ^ к югу dryjoint мкА = ^ ^ к югу совместных
, где ^ ^ к югу совместных есть площадь поверхности или совместных связаться гладкой поверхности между сегментами в PCSB. Коэффициент трения, полученные из этих испытаний было значение приблизительно равно 0,72. Следует отметить, что коэффициент трения между бетонных поверхностей варьируется в наземных условиях. ACI 318-0211 предлагает коэффициент трения , 0,40 до 0,70, от 0,87 до 1,1, и 0,50 до 0,80, соответственно.
Тесты плоских epoxied суставов Типичные нормированные напряжения сдвига относительное вертикальное смещение кривых для плоских epoxied соединений приведены на рис. 3. Для epoxied плоские суставы, кривые напряжения сдвига и относительного смещения почти линейна вплоть до максимальной силы сдвига. Трещины появились до максимальной нагрузки было достигнуто и распространяются через слой бетона, прилегающих к эпоксидной смолой. Образцы, как правило, не по интерфейсу крекинга между эпоксидными и бетонной поверхности, при этом некоторые разделения, происходящих в лице конкретных поверхности, прилегающей к эпоксидной смолой. Это свидетельствует о том, что прочность на сдвиг эпоксидно-стыковых соединений определяли прочность на растяжение бетона при касательной нагрузки и согласился с результатами Schutz.16 Moustafa17 показали, что при тестировании эпоксидной клееного конкретных соединений на провал в условиях чистого сдвига, провал всегда имели место в конкретном слое, прилегающем к эпоксидный клей смола, которая также подтвердила отказ поведение плоского epoxied соединений в данном исследовании. Сокращение численности наблюдается только после пиковых нагрузок, что свидетельствует о больших скольжения произошло между мужской и женской части образца.
Толщина эпоксидных не влияет на прочность соединения на 1 и 2 мм толщины. Для экспериментальных результатов 1 и 2 мм толщины эпоксидной смолы, следующее соотношение для силы epoxied плоских соединений была определена
... (3)
Таким образом, прочность на сдвиг этих epoxied суставов может быть оценена как
... (4)
где / '^ с ^ к югу является прочность бетона;
Мора-Кулона трения провал критерий был применен для оценки прочности на сдвиг в epoxied плоских швов. Zelger Rusch18 и заявил, что предел прочности на сдвиг epoxied плоских соединений не зависит от прочности бетона. Если epoxied суставов удалось путем отделения эпоксидной с бетонной поверхности, то есть клей произошел сбой, например Мора-Кулона критерий может быть платной. Если epoxied плоские суставы не удалось путем отделения тонкого слоя бетона рядом с эпоксидной из бетонных блоков, то есть конкретные трещины, а не конкретные эпоксидных и интерфейс не удалось, как в нашем исследовании, предел прочности на сдвиг может иметь определенное отношение прочности бетона, следовательно, расчетная формула, как и уравнение. (4) могут быть эффективными.
Сравнение плоскими сухими и суставов epoxied-Из результатов экспериментов, плоские epoxied суставов был гораздо выше, чем прочность на сдвиг галет соединений (табл. 1), но провал epoxied суставы более хрупкими. Сухой суставы имеют сдвига loadcarrying мощности на трение между мужской и женской части образца, в то время как прочность на сдвиг в epoxied суставов происходит от прочности эпоксидной связями бетона. Адгезия имеет гораздо больший вклад в сопротивление сдвигу, чем трения. После адгезии поврежден, грузоподъемность плоского epoxied совместных капли быстро трения значение эпоксидных связями бетонную поверхность против конкретных самолетов.
ИСПЫТАНИЯ тональности СОЕДИНЕНИЙ
В общей сложности 37 введенных образцы были испытаны в различных комбинаций параметров. В таблице 2 представлены эти параметры. Каждый образец в целом в рамках различных комбинаций параметров, порой, те же комбинации параметров, был использован, которые выступали в качестве контроля за экспериментами. Среднее напряжение сдвига определяется как приложенной нагрузки, деленной на площадь проекции совместных или плоскости сдвига, 50000 мм2 для одного набирать и 125000 мм ^ 2 ^ к югу за три набирать соединений в данном исследовании. Полный список результатов тестирования приведены в таблице 1.
Испытания введенных сухого суставов
Испытания одного набирать сухого суставов Типичные нормированного напряжения сдвига относительное вертикальное смещение кривых для сухой singlekeyed соединений приведены на рис. 4. Нагрузки линейно возрастает примерно до 70% от максимального напряжения с трещиной, образующихся на дне ключ мужской части сустава, распространяющиеся от плоскости сдвига под углом 45 градусов к горизонтали (см. рис. 5 ( а)). После этого трещина, большая часть нагрузки передается через подшипник нижней поверхности ключ. Малый и трещины образуются при верхнем углу клавиши (на рис. 5 (б)). Как нагрузка постоянно возрастает, эти короткие диагональные трещины начали появляться и вступить вместе корень из ключевых, некоторые из них расширение нижней части лица ключа, что указывает на образование сжатия стойки. При максимальной нагрузке, трещины в корне ключевых вступил, и отделил ключ от мужской части (на рис. 5 (с)). Это сопровождалось хрупкими скольжения между двумя частями образца. Это типичный срезная сбоев ключей в суставах PCSB.
Трещины в начальной стадии на корень ключ и закрытый ключ после пострадали разрушение при сдвиге. Прямой плоскости неудачи, образовавшиеся вдоль суставную поверхность, и груз был осуществляться главным образом за счет сил трения по совокупности блокировки. Большой скольжения можно объяснить состояние трещины вдоль присоединения корень ключ, который отделяет ключ от мужской части образца; максимальное сопротивление конкретные была достигнута, а ограничиваясь рамках держал две части Экземпляр из отделения. Как отмечается в результате испытаний в высших ограничивая численность сил, снижение нагрузки из-за образования трещин в нижнем углу ключ не был столь значительным, и стресс-относительное смещение кривых с большей вероятностью передачи плавно от препик к postpeak период. Высшее заключении подчеркивается бы задержать растрескивание бетона и замедлить разделения сдвига ключ от сустава. Нормированные напряжение сдвига сухого суставов возросло горное давление увеличилось, равно как и жесткости суставов ..
Испытания три набирать сухого суставов Типичные нормированного напряжения сдвига относительное вертикальное смещение кривых на три введенных сухого соединения приведены на рис. 6. Крекинга поведение три набирать суставов был похож на одного набирать суставов. Первые трещины обычно образуются в нижнем углу нижней ключ, распространяющихся от плоскости сдвига примерно в 45 градусов к горизонтали. Подобные трещины в нижней части два других сдвига ключи почти в тех же местах, образуя с середины ключ к верхнюю клавишу (рис. 7 (а)). Краткое затем появились трещины в корне низкий ключ и увеличился в направлении вверх от основания ключевых похож на треск, распространяющихся режиме одиночных набирать сустава (рис. 7 (б)). Подобное поведение происходит последовательно от средней и верхней ключевые зоны (рис. 7 (с)). Когда корень нижней ключ от стриженой (рис. 7 (г)), снижение нагрузки произошло (рис. 6). Сдвиговые нагрузки может незначительно увеличиться после нагрузки падение вызвано разрушение при сдвиге нижней ключ, но был всегда меньше максимальной нагрузке, достигнутый до нижней ключевых провал.
Последовательность неудача стрижка нижней ключ после последовательно каждый ключ над ключом, который ранее не удалось. Грузоподъемность снижается с каждым последующим ключевых провал (рис. 7 (е) и (F)). Такое поведение может быть связано с несовершенством соответствия, которые существуют между двумя частями образца. Концентрация напряжений может происходить сдвиг нагрузка распределяется на три ключей различных значений. Кроме того, сдвиг потенциала трех клавиш можно считать идентичными. Таким образом, постепенного разрушения сдвига ключи результат. До нижней ключ от стриженого, загрузка будет осуществляться в трех ключей вместе с трения между гладкой части сустава. После нижней ключевых полностью стриженый, то ее сдвига грузоподъемность уменьшается для суммирования трения между плоскостью неудачи и блокировки силы между совокупными через плоскость разрушения. Приложенной нагрузки затем будет распространен среди остальных ключей и контактах между мужской и женской части сустава.
Последовательности будет продолжаться, и на среднюю кнопку будет стриженого вместе отправились с другой снижение нагрузки (рис. 6). Цикл повторяется до полного выхода из строя сустава. Это последовательных отказов сдвига ключи очень широко распространена в три набирать сухой совместных испытаний ..
Испытания epoxied введенных суставов
Single-введенных epoxied суставов Типичные нормированного напряжения сдвига относительное вертикальное смещение ответ на singlekeyed epoxied соединений приведена на рис. 8. По аналогии с плоским epoxied суставов, нелинейного поведения деформации наблюдаются на эти введенных суставов. Все образцы неудачу в хрупких образом сопровождении хрупкой проскочить между двумя частями совместной когда epoxied ключи пострадали разрушение при сдвиге. Начальные формы трещины в корне ключ и распространяется по всей ключевых вдоль плоскости сдвига на уровень нагрузки, близкой к максимальной нагрузки (рис. 5 (г)). Трещины образуются также в верхнем углу Удлиненный ключ и к нижней части лица из ключевых, как поперечная сила возрастает (рис. 5 (е)). Краткое трещины на поверхности конкретного региона в мужском ключевых рядом с эпоксидной по гладкому лицу сустава. Непосредственно до достижения пиковой нагрузке, дальнейшее диагональные трещины по основанию ключ и быстро между собой (рис. 5 (F)), которая в итоге привела к сдвига-офф провал.
Таблица 1 показывает, что разрушающая нагрузка значительно возросли ограничиваясь увеличивает силу. Прочность на сдвиг и начальная жесткость суставов с 1 или 2 мм толщиной эпоксидной больше, чем 3 мм, что указывает на эпоксидных толщиной менее эффективно толщиной более 2 мм. Толстый слой эпоксидной могут снизить жесткость epoxied суставов, поскольку модуль Юнга эпоксидных составляет примерно от 5 до 20% от concrete.19
Три введенных epoxied суставов Типичные нормированного напряжения сдвига относительное смещение кривых три набирать epoxied соединений приведены на рис. 9. Три введенных суставов вели себя подобно одной набирать суставов, однако из-за деформации к растрескиванию была больше. Первоначальный трещины появились почти одновременно в нижнем углу три кнопки (рис. 10 (а)) и распространяются через корни ключи (рис. 10 (б) и (с)). Потому что, как правило, эпоксидные смягчать недостатки между двумя частями образца, постепенного разрушения ключей не так очевидны, как для сухого суставов. В threekeyed epoxied суставов, три ключи от стриженой почти одновременно (рис. 10 (г) через (F)), и совместное себя однородно и больше похож на одного набирать сустава. Для сравнения, сбоев в сухом суставов ключи в стригли с последовательно от нижнего к верхнему был доминирующим и значимой. Эпоксидной снижает возможные концентрации напряжений, существующих в соответствие мужского и женского частей сустава и позволяет распределить нагрузку сдвига более равномерно.
Это приводит к увеличению совместных прочность и жесткость. Как отмечается в следующем разделе, нормированные напряжения сдвига ключей в три набирать суставов, сопоставимых с одной набирать эпоксидных соединений ..
Срез СУСТАВОВ
Исходя из этого сдвига-офф сбоев, сдвига потенциала введенных совместных можно рассматривать как суммирование сдвига вклад контакта плоских деталей между сегментами и сдвига взносов ключей. Сдвига потенциала плоских контакта компонента совместной аналогично сдвига потенциала плоских швов. Сдвиговые нагрузки, по ключам, затем определяются на основе вычитания сдвига вклад контакта плоских деталей из общей мощностью сдвига суставов. Средняя мощность сдвига единицы в нескольких ключевых набирать соединения могут быть определены в предположении, что все клавиши имеют одинаковый вклад в срез сустава.
Нормированной средней мощности сдвига ключей в singlekeyed и три набирать сухой соединений в исследуемых образцах представлены в рис.11 (а), а срез ключей в три набирать суставов всегда ниже, чем в одном набирать суставов в рамках этого же нормальное напряжение. Нормированной средней мощности сдвига ключей в три набирать epoxied суставов, однако, сопоставимых с одной набирать epoxied суставы (как показано на рис. 11 (б) через (D)), что указывает на эпоксидной снижает установку несовершенства между сегментов и, следовательно, увеличения жесткости суставов и перераспределения нагрузки сдвига более равномерно между клавишами. Это согласуется с результатами, представленными на Koseki и Breen.3 Во всех проведенных исследований эпоксидной помогло уменьшить фиксации несовершенства между мужской и женской части нескольких введенных суставов. Эпоксидной значительно повысить предел прочности на сдвиг плоские суставы, отметив, что соответствующее перемешивание и применение эпоксидных может принести пользу сдвиговой прочности epoxied суставов. Хотя представленные результаты введенных суставов в этой работе все провалились в режиме прямого сдвига, некоторые неудачи изгиба наблюдались некоторые epoxied набирать три совместных образцов при высоких родов.
Таким образом, снижение нормированной средней мощности сдвига ключей в три набирать epoxied суставов по сравнению с их singlekeyed суставы, как показано на рис. 11 (г), можно было бы отнести к изгибу эффект ..
Измеряется прочность на сдвиг соединений была по сравнению с AASHTO5 положения и дизайн формуле, предложенной Ромбах и Specker10 главным образом на основе их численного моделирования. AASHTO5 дает следующую формулу для оценки дизайна срез стыков в PCSB
... (5)
Соответствующее уравнение в единицу СИ
... (6)
, где ^ ^ к югу (дюймы ^ SUP 2 ^ в формуле. (5) и т ^ ^ SUP 2 в формуле. (6)) есть площадь всех базовых ключей в плоскость разрушения; е '^ к югу с ^ (фунтов на квадратный дюйм в формуле. (5), МПа, в формуле. (6)) является прочность на сжатие бетона, сжимающие напряжения в бетоне после учетом всех потерь предварительного напряжения определяется в центре тяжести сечения, и ^ ^ к югу см (дюймы ^ SUP 2 ^ в формуле. (5) и т ^ ^ SUP 2 в формуле. (6) ) представляет собой площадь контакта между гладких поверхностей, на провал plane.5
Дизайн формуле, предложенной Ромбах и Specker10 является
V ^ к югу J = 0.14f ^ к югу с ^ ^ к югу K ^ ^ N 0.65
где / ^ с ^ к югу является прочность бетона; ^ K ^ к югу есть площадь всех базовых ключей; ^ ^ ^ к югу см это область сустава. В таблице 1 представлены сравнения измеренных предел прочности на сдвиг соединений протестированы в данном исследовании, предсказываемых положения AASHTO вместе с Ромбах и предложения Спекер в.
Ромбах и прогнозы в Спекер силы всегда были меньше, чем AASHTO, но и в целом недооценили прочность на сдвиг с одним введенных сухого суставов. Отклонения между измеренными силы и предсказываемых Ромбах и предложил Спекер в диапазоне от 12 до 34%. Оценка AASHTO согласно с этим сравнительно лучше с экспериментальными результатами, чем Ромбах и Спекер в. Максимальная разница между предсказанием AASHTO и экспериментальных результатов составляет 13%. За три набирать сухого суставов, как и AASHTO Ромбах и дать Спекер гораздо выше предел прочности на сдвиг, чем экспериментальными значениями. Разница между предполагаемыми и экспериментальными значениями гораздо больше, в условиях низких заключения, например, 62% для AASHTO и 54% для Ромбах и Спекер на удержание 0,5 МПа. Как заключения силы увеличилась, разница между измеренным и предсказал сильные уменьшаться.
Это различие может быть объяснено с условием, что отношения AASHTO была получена из экспериментальных работ одного набирать суставов, 5 крепления несовершенства и концентрации напряжений в суставах увеличивается по мере увеличения числа ключевых чем выше концентрация напряжений и закрепления несовершенства означает, что суммирование отдельных срез ключей в три набирать соединения не может быть сформирован полностью. С этой экспериментальной работы, ключи в три набирать сухого суставов не можем не одновременно; они не последовательно. Ромбах и Specker10 применил калиброванные конечно-элементной модели для оценки сдвига потенциала нескольких введенных суставов. При анализе было предположить, что все ключи вместе провал самолет той же мощности сдвига и ключи не смогут при сдвиге одновременно в нескольких набирать суставов. Таким образом, выведенная формула даст более высокую оценку нескольких введенных суставы, чем то, что, вероятно, на практике. Так как высшего возможность установления несовершенство в сухом нескольких введенных суставов, погрузка сдвига ключи не будут равномерно распределены и сумма сдвига потенциала ключи не могут быть полностью использованы, в результате более низкой средней прочности сдвига в ключ.
Для одного набирать epoxied суставов, как и AASHTO Ромбах и формулы Спекер недооценивают конечный предел прочности на сдвиг по сравнению с экспериментальными результатами. Относительные отклонения, больше, чем с одним введенных сухие суставов, указав, что отношения являются более консервативными, применительно к одной набирать epoxied суставов. Наибольшее отклонение от прогнозируемых силы и экспериментальные результаты примерно 30% для AASHTO и до 40% для Ромбах и Спекер. Было также показано, что расхождение между экспериментальными результатами и оценки формулы "варьируется в зависимости от толщины эпоксидной смолой. Отклонение мере для соединения с эпоксидной смолой толщиной 3 мм, которые имеют меньший предел прочности по сравнению с Предел прочности 1 и 2 мм толщиной эпоксидных соединений. Отклонение больше для соединения с эпоксидной смолой толщиной 1 и 2 мм, и снова, и оценка Ромбах Спекер всегда было меньше, чем в AASHTO.
Отклонения между предсказал силы и экспериментальные результаты меньше трех введенных epoxied соединений, чем для одного набирать epoxied суставов. Оба AASHTO и Ромбах и отношения в целом Спекер недооценивать потенциал совместных сдвига для эпоксидных толщиной 1 и 2 мм при заключении нагрузку, превышающую 0,5 МПа. Два отношения, однако, дал больше, чем оценки результатов эксперимента для соединений с толщиной 3 мм эпоксидной смолой и имеющие 1 мм на эпоксидной 0,5 МПа сил заключения. По сравнению с предсказаниями три набирать сухого суставов, то оказывается, что разница между измеряется прочность и предсказал численность гораздо меньше в три-введено epoxied суставов, подтвердив, что эпоксидная смола снижает фиксации недостатки и помогает срез ключей в общей будет сформирован полностью.
ВЫВОДЫ
Серии испытаний соединений в PCSB проводились с целью изучения поведения сдвига и прочность швов. Совместное поведение во время погрузки была исследована для различных конфигураций. Предел прочности на сдвиг был по сравнению с положениями AASHTO. Следующие выводы из этих экспериментальных результатов:
1. Первое образование трещин обычно развивается на нижний угол сдвига ключи и распространяется под углом 45 градусов к горизонтали. Краткое диагональные трещины, то форма сдвига областях. Ножницы офф ключ (и) имеет место, когда краткое диагональные трещины объединиться и продлить до корня ключа (ей). Предел прочности на сдвиг соединений возрастает с увеличением в ограничении напряжения;
2. Сухого суставов было предела прочности примерно от 20 до 40% меньше, чем epoxied суставов. Трещины образуются в сухих суставов до максимальной нагрузки не было достигнуто, в то время как поведение epoxied суставы более хрупкими. Эпоксидных толщиной 1 или 2 мм обеспечивает большую прочность на сдвиг, чем 3 мм, а может быть, что наиболее подходящим для эпоксидных толщины практике составляет от 1 до 2 мм;
3. Для сравнения нормированных напряжений сдвига ключей в одном набирать и набирать три соединения, сдвига вклад плоской части сустава первого вычитается из измеренной общей прочности на сдвиг. Остальные сдвига потенциала рассматривалось в качестве вклада ключей. Было установлено, что идентичные нормированная прочность на сдвиг клавиш в три набирать сухого суставов всегда было меньше, чем в singlekeyed сухого суставов из-за большей фиксации несовершенство существующих между мужской и женской части одного набирать суставов. Таким образом, фактор силы сокращения бы целесообразно, чтобы предлагаемая формула в применении к сухой соединений с несколькими ключами. Идентичных нормированные прочности на сдвиг клавиш в три набирать epoxied суставов, сопоставимых с одной набирать epoxied суставов, указывая, что эпоксидные может смягчить недостатки установки между клавишами и повышения предела прочности на сдвиг три набирать суставов;
4. AASHTO положения дают более низкий срез для одного набирать сухие суставов, но всегда очень переоценить срез нескольких набирать сухие суставов, для epoxied суставов, соглашения лучше с экспериментальными результатами. Опять же, сокращение фактор должен быть введен, если число ключей больше, чем один, и
5. Ромбах и отношения Спекер в недооценивает срез с одной введенных сухого суставов и суставов epoxied, как для одного набирать и набирать нескольких суставов, но переоценивает срез нескольких набирать сухого суставов.
Авторы
Работа, проводимая в рамках этой работы был организован Научно грантов Совета, Hong Kong, и DAAD, Немецкой службы академических обменов, с Н. Миклборо в качестве главного следователя. Вклад Чун Чу Чун Фунг и Cheuk человек, из Гонконгского университета науки и технологии, а также ценные дискуссии по рукописи Г. А. Ромбах Спекер из технического университета HamburgHarburg, Германии, были с благодарностью.
Ссылки
1. Постон, RW, и Воутерс, ДП, "Прочность сборных Сегментные Мосты," Веб-документ NCHRP 15, Национальный кооперативный шоссе исследовательской программы, июнь 1998, <A HREF = "http://www.nap.edu/readingroom/books/ NCHRP15/front.html "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> http://www.nap.edu/readingroom/books/NCHRP15/front.html </ A>.
2. Уиум, DJW и Buyukozturk О., "Сборные Сегментные Мосты-Status и будущие направления", строительный и для практикующих инженеров-конструкторов, ACSE, В. 3, 1984, с. 59-79.
3. Koseki, К., Брин, JE, "исследование по Прочность на сдвиг узлов для сборных Сегментные Мосты," Научно-исследовательский доклад 248-1, Центр транспортных исследований, Университет штата Техас в Остине, Остин, Техас, Сентябрь 1983 , с. 1-83.
4. Рамос, Г., Апарисио, AC, "Ultimate Анализ Монолитно-Сегментные Внешне предварительно напряженных железобетонных мостов," Журнал мостов, ACSE, В. 1, № 1, 1996, с. 10-17.
5. AASHTO "Руководство Технические требования к проектированию и строительству Сегментные железобетонных мостов", второе издание, 1999, с. 3-118.
6. Buyukozturk, O.; Бахум, М., и Битти, М., "Shear Поведение Стыки сборного железобетона Сегментные Мосты," Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 116, № 12, 1990, с. 3380-3401.
7. Мак-Грегор, R.; Крегер, M.; и Брин, JE, "Прочность и пластичность Три-Span Внешне после напряженной Сегментные Box балки моста Модель" Research Report 365-3F, Центр транспортных исследований, Университет штата Техас в Остине, Остин, Техас, январь 1989, с. 315-338.
8. Rabbat, B., и Sowlat, К., "Тестирование Сегментные бетона балок с внешним сухожилия," PCI Journal, V. 32, № 2, 1987, с. 86-107.
9. Мэтток, AH, а Хокинс, М., "Shear передачи в железобетоне-поздние исследования," PCI Journal, V. 17, № 2, 1972, с. 55-75.
10. Ромбах Г.А., Спекер, A., "Segmentbr (На немецком)
11. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2002, 443 с.
12. PTI, "Сборные Сегментные балки Box Manual," Пост-Натяжение институт, Феникс, штат Аризона, 1978, 116 с.
13. Франц Г., Versuche (На немецком)
14. Джонс, LL, "Shear Испытания соединений между сборной после напряженной единиц," Журнал конкретных исследований, V. 11, № 31, 1959, с. 25-30.
15. Бахум, М., "Поведение Shear и дизайн Стыки сборного железобетона Сегментные Мосты", MIT кандидатскую диссертацию, 1990, 308 с.
16. Schutz, RJ ", эпоксидных клеев в предварительно напряженного сборного железобетона и строительства моста", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 73, № 3, март 1976, с. 155-159.
17. Moustafa, SE, "Ultimate Test Load из кусочно Построенный предварительно напряженного железобетона I-Beam," PCI Journal, V. 19, № 4, 1975, с. 54-75.
18. Zelger, C., и Руш, H., "Der Einfuss фон Fugen ауф умереть Feistigkeit Fertigteilen фон," Бетон-унд Stahlebetonbau, V. 10, 1961, с. 234237. (На немецком)
19. Hugenschmidt, F., укрепление существующих железобетонных конструкций с таможенного арматуры, Ciba-Гейги, ООО, Базель, Швейцария, 1981, с. 68-72.
Xiangming Zhou является аспирант в Департаменте строительства на Гонконгского университета науки и технологии. Он получил BEng и Мэн из Университета Тунцзи, Народной Республики Китай, в 1997 и 2000, соответственно. Его исследовательские интересы включают соединения предварительно напряженных мостов конкретные сегментарных балки коробки и численного моделирования ее сдвига механизм передачи технологий, приложений экструзии по производству армированных волокном высокопроизводительных цементных композитов; численного моделирования их учредительных поведения и их обработки; и микромеханики и долговечность закаленные армированных волокном цементных композитов.
Входящие в состав МСА Neil Миклборо является заместителем декана факультета техники и технологии азиатского университета науки и технологии, Чон Бури, Таиланд. Он получил докторскую степень в Университете штата Тасмания, Австралия. Его исследовательские интересы включают поведение работоспособности и дизайн высокого железобетона, композитных зданий, а также анализа и проектирования железобетонных конструкций моста.
Входящие в состав МСА Zongjin Ли доцент кафедры гражданского инженерного Гонконгского университета науки и технологии. Он получил степень доктора и магистра зданий и сооружений из Северо-Западного университета Эванстон, штат Иллинойс Его исследовательские интересы включают характеризующие волоконно-цемента и щебня цемента интерфейс; коррозии арматуры в бетоне, надежность бетона, механики разрушения, и неразрушающего контроля, переработка методы для железобетонных и высокопрочный бетон.