Прочность на сдвиг в Стыки сборного железобетона Сегментные Мосты

Прочность на сдвиг в Стыки сборного железобетона Сегментные мосты. Документ Xiangming Чжоу, Neil Миклборо и Zongjin Li

Авторы представляют большой работы, впечатляющее количество экспериментальных результатов, и следует поздравить. Экспериментальные исследования по засушливым и epoxied суставов multiplekey очень мало, и знания discussers ', это первый раз такие испытания были проведены на высокопрочных конкретных образцов.

Тем не менее, discussers есть ряд замечаний и предложений. Это намерение этой дискуссии высказать несколько замечаний, основанных на результатах предыдущих исследований, только в случае, может быть полезен для авторов и читателей в целом.

Во введении к статье говорится, что сдвиговая ключи служат три функции: выравнивание сегментов в течение монтажа, передачи поперечной силы между сегментами во время службы, а также обеспечение прочности сухожилий от коррозии. Тем не менее, важную функцию сопротивления сдвигу при построении сбалансированной консольные мосты, когда эпоксидной не закалены и действует как смазка, не упоминается. Заявив, что ключи предотвращения коррозии внутреннего сухожилия не очень точным утверждение; защита от коррозии зависит от других методов, таких, как использование эпоксидной в суставах, уплотнения каналов в суставах сжатым неопреновые уплотнительные кольца, а также проток инъекций.

Кроме того, во введении, формула AASHTO для разработки суставов введенных утверждал, что эмпирическая, а это полностью теоретическим. Из предполагаемых простой состояние напряжения внутри ключа, при воздействии на осевые и поперечные силы, Робертс и Breen20 вывел формулу позднее был принят AASHTO, заявив, что ключ не удается, когда максимальная основных растяжения равна конкретные прочность на растяжение. Что касается содержания этого же пункта, то стоит отметить, что сдвиг-офф разрушения по ключей происходит только при сдвиге службы углубленного отношение (/ г) крайне низка (A / D

Это очень трудно извлечь определенные выводы из тестовой программы, так как объект исследования в значительной степени зависит от конкретных прочность на растяжение. Эта величина может быть получена из бетона на сжатие прочность и значительный разброс, что, конечно, будет иметь более важное значение для бетона на сжатие в диапазоне от 30 до 80 МПа, а которые рассматривались в рамках тестовой программы. Таким образом, сопоставление результатов, также трудно, потому сжимающих напряжений для нескольких ключевых образцов (от 0,5 до 2 МПа) систематически ниже, чем в единый ключ образцов (от 1 до 4,5 МПа). Сжимающих напряжений наблюдается в тестах кажется также весьма низким, особенно на нескольких ключевых образцов, где наиболее распространенных услуг сжимающих напряжений в бетонной коробке балочный мост выше в среднем 0,15 [функция] простое; ^ к югу с ^ .

Что касается экспериментальных результатов и анализ, некоторые вопросы должны быть обсуждены. Код AASHTO предлагает формулу. (5) для оценки сдвига потенциала соединений в PCSB (без запаса прочности). Эта формула одна предоставляемый Робертс и Breen20 и это зависит от прочности бетона. На самом деле, эта формула была выведена для бетона с прочностью на сжатие до 55 MPa.20 В таких конкретных классов прочности происходит от прочности на сжатие через следующие безразмерные формула (в PSI)

[Функция] т = 7,5 [радикальных] [функция ^ к югу] 'с ^ (8)

В номер 5, уравнение. (5) не делает различий между силой уровнях. Эта формула, однако, не была предложена для высокопрочного бетона. Таким образом, тот факт, что оценка некоторых образцах превышала 55 МПа должны были быть приняты во внимание при проверке правильности формулы. (5). Это может быть разумно использовать испытания, с одной стороны для проверки точности уравнения. (5) для обычного бетона ([функция] простое; ^ к югу с ^ 55 МПа).

Общепринятым утверждение, что сила nkey общую волю условно-п раз сильнее одного ключа опирается на совместное пластическое поведение сустава. Эта пластиковая поведение зависит от двух основных факторов: прочность бетона и сжимающих напряжений, действующих на сустав. Чем выше конкретных прочность на сжатие, тем более хрупким материалом; таким образом, высокой прочностью на сжатие в некоторых конкретных случаях используются в тестовых программ также будет влиять на поведение трех ключевых образцов. В то же время, тем выше удержания напряжения в суставе, более пластичными его поведение. В связи с этим, Робертс и Брин также ограничены в правоте своей формулы соединений, где исполнительные сжимающие напряжения больше 0,7 МПа. Этот уровень стресса, как правило, ниже, чем одна исполнительные в реальной структуре. И низкой нагрузкой на удержание бы объяснить огромные различия между AASHTO прогнозы и испытания на нескольких ключевых образцов. На самом деле, когда высшее напряжение сжатия, действует на совместном формула AASHTO оказывается весьма точным для предсказания силы групповых тестов с несколькими ключевыми соединений (до семи ключей) .3,22 Средняя сжимающих напряжений в указанных панели Испытания диапазоне между 2,9 и 3,9 МПа (Список 3 и 22, соответственно) ..

Второй пункт выводов весьма противоречивым. Там говорится, что сухая суставов было предела прочности примерно от 20 до 40% меньше, чем epoxied суставов. Сравнивая рис. 11 (а) и (б), совершенно различные выводы могут быть достигнуты. В таких деятелей, нормированная прочность на сдвиг от одного ключа сухой совместных образцов систематически выше, чем силы из одной ключевой образцов 1 мм эпоксидной сустава. Кроме того, из сравнения этих цифр, подобные выводы могут быть получены в случае нормированная прочность на сдвиг три ключевых образцов сжимается до 1 МПа.

Что касается второй точки выводы, еще один вопрос, не является достаточно объяснить тот факт, что образцы с более толстым слоем эпоксидной (3 мм), имеют худшее поведение, чем образцы с более тонким один (2 мм). Здравый смысл (и МКЭ analysis22) предполагает, что мягкий контакт между двумя соседними ключи, тем более равномерного распределения напряжений сдвига между ключами и, следовательно, мощность сдвига совместной должны быть выше. Shear передачи в совместную с несколькими ключами можно рассматривать как аналог упругих передачи силы на коленях совместно с несколькими болтами; в зависимости от жесткости болты, сдвига передается по-разному. Если очень жесткими элементами крепления при условии, сдвиговом потоке будет сосредоточена на крайних болтов. С другой стороны, гибкий крепеж приведет к равномерно распределены сдвига передачи данных между болтами. В том же порядке, тем толще слой эпоксидной, тем мягче связи более однородными сдвига распределения, и чем выше мощность сдвига соединения.

Испытания показывают, что это утверждение справедливо при сравнении результатов с 1 и 2 мм толщиной эпоксидных соединений. Наоборот, результаты испытаний не поддерживают эту аналогию, сравнивая результаты 2 и 3 мм толщиной эпоксидных соединений. Как показывают результаты тестов неожиданных тенденций, некоторые физические явления должны быть противовесом благотворное влияние более равномерно распределить сдвига передачи по 3 мм толщиной эпоксидные соединения. Считается, что это было бы очень удобно для научно-технического сообщества, если авторы могли объяснить такое физическое явление ..

Авторов ЗАКРЫТИЕ

Авторы благодарят discussers для их конструктивного замечания и предложения.

Ромбах и Спекер основном обсуждались вопросы участия в их разработке формулы: 1) при выводе и применимости (уравнение (7)), 2) рассмотрение фактор безопасности принять соответствующие недостатки во внимание, и 3) одной набирать и набирать многочисленные совместного применения.

Существуют в основном три метода получения расчетных формул для конкретных структурных членов сегментарных мостов. Одним из них является чисто регрессионный анализ экспериментальных результатов, таких, как представленный Buyukozturk, Бахум и Битти; 6 втором один от численного анализа с конечно-элементной модели калибруется экспериментальных работ, таких как вопросы, рассматриваемые на Ромбах и Спекер 10; Последнее не может быть полностью основано на аналитической модели, но этот метод является весьма ограниченным. Авторы же адрес, что и формула Ромбах Спекер в (уравнение (7)) был основан на анализе численных во введении бумаги. Авторы также заявил в срез суставов раздел этого документа, что и формула Ромбах Спекер в (уравнение (7)) является "главным образом" на основе их численного моделирования (третий пункт, в левом столбце п. 9). Ромбах и Спекер провели небольшое количество тестов на сухом и epoxied суставов в сегментарных bridges.23, 24 Они обнаружили, что модели, используемые в практической разработке, например, те из AASHTO, 5 были получены из экспериментов и описаны простые аналитические формулы .23,24 Из-за ограничений в экспериментальных измерений, они пришли к выводу, что численные расчеты, необходимые для расследования сдвига потенциала joints.23, 24 С этой точки зрения, они также построены конечно-элементной модели и проверить их модели экспериментальных results.23, 24.

В обсудили статье авторы представили свои результаты экспериментов и сравнил их с прогнозами от проектирования формулам, предложенным AASHTO и Ромбах и Спекер, 10 соответственно, которые были доступны только формулы для проектирования срез стыков в сегментарных мостов в то время в зависимости от знаний авторов. Авторы обнаружили, что существует значительная разница в конечной прочности на сдвиг между измеренными и прогнозируемых результатов. На основании наблюдений, срезная отказов и анализа путем разделения сдвига вклад контакта плоских деталей в вертикальном направлении от других частей сустава, авторы отметили, что срез на ключ в нескольких введенных сухого суставов систематически ниже, чем в одном набирать сухого суставов, в epoxied суставов, разница стала меньше. Авторы объясняют различия в соответствующие недостатки, существующие между клавишами. Как Ромбах и Спекер указали в их обсуждении, как формула их (уравнение

(7)) и формула AASHTO (уравнение (5) или (6)) основаны на лайнер корреляция между количеством ключей и срез сустава. Конечно, это трудно считать соответствующие несовершенство численного анализа, а также в практической расчетные формулы, но соответствующие недостатки всегда может произойти на практике, с тем чтобы оно приводит к снижению срез суставов, чем предсказывает большинство расчетных формул и аналитических моделей. Понятно, что модель, предложенная Ромбах Спекер и была предназначена для сухого суставов и не может точно предсказать, погрузочно-пропускной способности для соединения epoxied ..

Некоторые центры воспитан discussers Turmo, Рамос, и Апарисио, а именно: 1) ключей функции, 2) при выводе формулы AASHTO, действует ряд конкретных сил на формуле, и отказов различных ключей, 3) величины ограничительного стресс образцов и их влияние на поведение сдвига многократно набирать суставов, 4) сравнение прочности на сдвиг засушливых и epoxied суставов и 5) влияние толщины слоя эпоксидной.

Ключи в сегментарных мостов могут иметь много функций. Эпоксидные обеспечивает гидроизоляцию соединения для bridges.5 Таким образом, используя эпоксидный, следовательно epoxied суставов, может сократить и / или предотвращения коррозии внутренних и внешних сухожилия в сегменте мостов. Конечно Есть много других методов, которые могут достичь этих целей, таких, как уплотнение каналов в соединениях и проток инъекций. Авторы согласны, что эпоксидный может также служить в качестве смазки во время размещения сегментов, ведет себя, как в печати, чтобы избежать перекрестного во время заливки внутренних сухожилий, а также предоставляет некоторые прочности всей joint.5

AASHTO уравнения для сдвига дизайн введенных соединений были получены под руководством работа мотыги, 25 и подтверждены данные испытания экспериментальных программ Koseki и Брин, 3 и Buyukozturk, Бахум и Beattie.6 Это не означает, что формула полностью теоретическим. Хотя веб сдвиговых трещин и изгиб сдвиговых трещин может произойти в сегментарных мостов, это хорошо известно, что, скорее всего, отказов от введенных швов в сборных железобетонных мостов сегментарных сдвига-офф ключи по совместной plane.3, 6 введенных -соединение, может быть рассмотрен в рамках двумерных напряжений. Напряжений по продольном направлении иногда называют удерживающего напряжения. Для экспериментов авторов, из-за ограничения испытания объекта и относительного большого размера образцов, удерживающего напряжения, приложенные на образцах, может достичь лишь 5 МПа для одного набирать суставов и 2 МПа в течение трех введенных суставов. Следует отметить, что большинство образцов были протестированы в соответствии ограничиваясь давлением более 0,7 МПа, который считался действительным снизу горное давление при использовании Робертс и дизайн Брин Формула-начало работы формулы AASHTO дизайн (уравнение

(5) или (6)) .5 На основании наблюдений за большой разницы между экспериментальными и прогнозных значений по формуле AASHTO, было установлено, что в конечном итоге сдвига сильные нескольких набирать соединения могут также быть обусловлены несовершенством крепления между несколькими набирать суставов. В качестве доказательства авторы ссылаются, что срез на ключ в нескольких введенных сухого суставов всегда ниже, чем в одном набирать сухого суставов. С другой стороны, эпоксидная смола может в значительной степени уменьшить недостатки крепления, так что мощность сдвига на ключ в нескольких введенных epoxied суставов, сопоставимого с одной набирать epoxied суставов ..

Хотя формула AASHTO в (уравнение (5)) основан на работе Робертс и Брин-20, в котором была выведена для бетона с прочностью на сжатие в целом менее 55 МПа в соответствии с Turmo, Рамос, и Апарисио в их обсуждении, не AASHTO5 различие между силой уровнях. В самом деле, если взять предел прочности бетона, 55 МПа, а дизайн сжимающей силы зир - ^ е ^ ^ ск к югу, и предположим, что прочность на сжатие имеет нормальное распределение со средним значением F ^ югу см ^ и стандартным отклонением Таким образом, применимых означает прочность на сжатие составляет 67 МПа. Кроме того, большинство образцов, испытанных на авторы прочность на сжатие менее 55 МПа. Конечно, были там 16 образцов с прочностью на сжатие от 55 до 60 МПа, и только две образцы имели прочность на сжатие более 60 МПа. Авторы не намерены выполнять испытания ключи сделаны из высокопрочного бетона.

На самом деле большинство образцов было подано товарного бетона, класс 30 или 50 конкретных широко используется в Гонконге. Только один экземпляр (M3-D-K11, см. таблицу 1) был изготовлен из внутренних высокопрочного бетона, который был специально с учетом достижения высокой прочности и изучить его поведение сдвига в сегментарных суставов ..

Второй момент заключения резюмирует "очевидной" экспериментальные результаты общего сдвига создания сухого суставов и суставов epoxied, то есть предел прочности на сдвиг в суставах, в единице кН, в том числе взносов как связаться равнинной части в вертикальном направлении и ключи. Этот вопрос на основе предельных значений силы в таблице 1. Тем не менее, на рис. 11, нормированного потенциала в ключевых сдвига получается путем вычитания вклада связаться равнинной части в вертикальном направлении от конечной прочности на сдвиг. Эта часть имеет высокий процент epoxied суставов, а также более низкий процент для сухого суставов.

В ходе тестирования было обнаружено, что epoxied стыки с 3 мм толщиной слоев эпоксидных связи показал низкий срез, чем те, с 1 или 2 мм толщиной эпоксидных слоев (табл. 1). Основываясь на этих данных, авторы сделали вывод, что 3 мм толщиной слоя эпоксидной может привести к еще хуже поведение, чем тоньше (1 или 2 мм) слой эпоксидной. Buyukozturk, Бахум и Beattie6 также обнаружили, что epoxied выставки введенных суставов различной прочности на сдвиг в присутствии различных эпоксидных толщины слоя. Это может быть потому, что изменение эпоксидных Мощность слоя увеличивается толщина слоя увеличивается эпоксидных, особенно если это может привести к накоплению геометрических ошибок. Изменение толщины слоя эпоксидной может привести к более соответствующие недостатки и, таким образом, нижняя сдвига потенциала epoxied суставов. Эпоксидные обычно имеет более низкий модуль упругости (около 6 ГПа) и хрупких отказов. Кроме того, увеличение сдвига напряжений с эпоксидным толщины горизонтальной части сустава. Таким образом, более деформации будут образовываться в эпоксидным слоем, который может привести к разрушению образца.

Хотя много сегментарных мосты были построены и открыты для движения, еще очень ограниченные исследования, особенно в экспериментальной работе по разработке суставов введенных в таких мостов. С точки авторов зрения, все еще далека от адекватной исследований в этой области. Конечно Есть много спорных моментов на имеющихся научных исследований. Авторы считают, что эти вопросы будут уточнены все больше и больше исследований проводится на поведение сдвига узлов в сегментарных мостов поле.

Ссылки

20. Робертс, CL, "Измерение На основании поправки к бюджету Сегментные мост Проектирование и строительство критериям" кандидатскую диссертацию в Университете штата Техас в Остине, Остин, Техас, декабрь 1993.

21. Рамирес-Aguilera, Г., "Поведение несвязанных после Натяжение Сегментные балки с несколькими Shear Ключи", Диссертация магистра в Университете штата Техас в Остине, Остин, Техас, январь 1989.

22. Turmo, J., "изгиб и сдвиг Поведение Сегментные железобетонных мостов с внешним предварительного напряжения и сухие суставов", кандидатскую диссертацию, ETSICCP, Барселона, кафедра Ing. де-ла-Construcci (На испанском)

Ссылки

23. Ромбах Г.А., Спекер, A., "Численное моделирование Сегментные Мосты", Труды Европейской конференции по вычислительной механике, В. Вундерлих, под ред. Мюнхен, Германия, 31 августа на 3 сентября 1999.

24. Ромбах Г., Спекер, A., "Анализ методом конечных элементов из предварительно напряженного Внешне Сегментные Мосты," Известия "Инженерная механика" Четырнадцатая конференция, JL Tassoulas, ред., Остин, Техас, 21-24 мая, 2000.

25. Мэтток, AH, "Разработка предложений для железобетонных Консоли", PCI Journal, В. 21, № 3, май-июнь 1976, с. 18-42.

Обсуждение Хосе Turmo, Гонсало Рамос, и Анхель C. Апарисио

Гражданское строительство школы, Кастилия-Ла-Манча университет, Испания, преподавателей, приглашенных в Индийском Институте Технологий, Мадрас, Индия; гражданской инженерная школа, Технический университет Каталонии в Барселоне, Испания