Минимальное поперечное армирование для бутылочной формы Struts
Strut и галстук моделирование предполагает использование стоек для моделирования потока сжатия в пределах конкретного члена. Бутылка формы стойки шире по их середине, чем на обоих концах. Как стоек расширения вблизи медианы, растяжения, перпендикулярной направлению сжатия разработки. Укрепление должен быть помещен в стойку для выполнения поперечного натяжения. Эта статья представляет равновесия подход к определению необходимого количества поперечной арматуры для бутылочной формы стойки. База данных 476 испытательные образцы затем был использован для оценки равновесия основе уравнений наряду с рядом из трех тестов глубоких балках. Стойка показателей эффективности представлены в Приложении А ACI 318-05 были использованы в этой оценке. Текущий ACI 318-05 положения позволяют дизайн глубокой пучка без поперечной арматуры; этот вопрос освещается и свои недостатки обсуждаются.
Ключевые слова: арматура; сдвига; структурных бетона, стойки и галстук моделирования.
(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Struts являются элементами внутри стойки и галстук моделей, которые осуществляют силы сжатия. Геометрии стойки колеблется в широких пределах и зависит от силы пути, что каждый человек стойка предназначена для модели. Самый основной тип стойка является призматических. Призматический стойки имеют единый сечения по длине (рис. 1 (а)). Такая стойка может произойти в изгиба балки, где напряжения сжатия, ограниченном нейтральной оси. Сжимающих напряжений блока пучка в разделе постоянным моментом является примером призматических стойки.
Когда поток сжимающих напряжений не ограничивается какой-либо части структурный элемент, бутылочной формы могут образовывать стойкой (рис. 1 (б)). В этом случае сила прикладывается к небольшой зоны и подчеркивает расходиться, поскольку они проходят через членов. Как сжатия рассеивается, он меняет свое направление, образуя угол к оси стойки. Чтобы сохранить равновесие, усилие натяжения разработана для противодействия боковой составляющей угловой силы сжатия. Bottleshaped стойка может быть смоделирован по сбору распорок и связей с адекватным учетом растягивающей силы.
Дисперсии сжатия был описан весьма подробно в Guyon.1 Гийон использовать изостатические линии для изучения дисперсии растягивающих и сжимающих напряжений в зоне posttension крепления (рис. 2). Гийон рассудил, что изостатические линии сжатия (от 1 до 6 на рис. 2) должна быть параллельна силу в момент, когда сила была применена и на некотором расстоянии от места применения. принцип Сен-Венана предполагает, что на расстоянии, равном глубине членов, распределение напряжений почти равномерно. Изостатические линии связи распределены равномерно по сечению, как на линии CD на рис. 2. Как изостатические линии кривой сжатия, растяжения получается нормальный этих линий вдоль линии Е и Е '. Хотя это обсуждение было основано на якорной стоянке зон, оно применяется также к дисперсии сжатия для внешних нагрузках, а также.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Количество поперечной арматуры, необходимых для противостоять напряженности, разработанные в бутылочной формы стойка была рассмотрена. На основании равновесия, выражение для необходимых Поперечное армирование в бутылочной формы стойка была разработана. Предлагается выражение включает последствий стойка силу и угол рассеивания сжатия. Новое выражение предназначена для удовлетворения требования в отношении прочности и устранения положений МСА 318, что позволит глубоко пучков без поперечной арматуры. Усиление поперечной оси бутылочной формы стойки необходимо поставить под контроль ширины трещин при эксплуатационном уровне нагрузки. Предлагаемые положения затем оцениваются с использованием базы данных экспериментальных результатов наряду с рядом глубоких испытаний пучок.
ГЕОМЕТРИЯ бутылочной формы стойки
Бутылка формы стоек можно моделировать сбора распорок и связей, как показано на рис. 3. Фермы модели, показанной на рис. 3 (б) включает в себя дисперсии сжатия, а также поперечные растягивающие силы развиваются благодаря тому, что распространение. Приложение МСА 318-052 дает рекомендации по геометрии стойки и галстук модели, используемой для модели дисперсионного сжатия. Чертеж, представленные в ACI 318-05, Приложение показывает, что склонен стоек к концу бутылка должна иметь наклон двух единиц вдоль оси стойки на один блок поперек этой оси (рис. 4).
Для состава 2:1 модель дисперсии бутылочной формы стойка не рекомендация, чтобы размещение связей вдоль стойки. Рисунок 5 показывает три вариации состава 2:1 модель дисперсии. В каждом случае полной поперечной силы натяжения остается неизменной, так как угол рассеивания постоянно среди трех моделей фермы. Размещение галстук значительно варьируется, однако. В идеале, связи должны быть расположены в точках вдоль оси стойки, где растягивающие напряжения наибольший по абсолютной величине.
На основании распределения напряжений представленные Guyon, 1 поперечных сил, разработанные в бутылочной формы стойка обратно пропорциональна радиусу кривизны изостатические линии сжатия (строки с 1 по 6 на рис. 2). Изостатические линии не изогнутые вблизи границ элемента (AB и CD на рис. 2). В этих местах очень мало поперечных напряжений. Рядом с АВ на рис. 2, поперечное напряжение сжатия, а не растяжение. Поперечное напряжение перехода от сжатия к напряженности в точке перегиба на изостатические линии (точка В строке 1). Рядом с точки приложения нагрузки поперечной арматуры не требуется, чтобы противостоять напряженности, но могут быть использованы для предоставления заключения. Максимальных растягивающих поперечных напряжений происходит в середине третьей распределения напряжений вблизи линии Е и Е '. На основании распределения напряжений описывается Гийон, модель (б) на рис. 5-видимому, наилучшее представление о фактической распределения напряжений.
Schlaich и Weischede3 предложил стойки и галстук модель для бутылочной формы стойка, которая включает переменную угол рассеивания, а не с фиксированным наклона 2:1. Геометрии модели показан на рис. 6. Параметры для стойки и галстук модели, показанной на рис. 6 определяется формулой. (1) и (2)
Ь к югу эффект = л / 3 для л / 3> Ь к югу мин ^ (1)
Ь к югу эффект = bmin л / 6 для л / 3
где L = длина ребра от лица к лицу узлов; Ь к югу мин = Минимальная ширина бутылочной формы стойки, а также к югу Ь Ф = эффективная ширина бутылочной формы стойки.
Исходя из этих параметров, наклон угол рассеивания (рис. 6) рассчитывается по формуле. (3)
... (3)
где т равно склоне дисперсии сжатия.
На основании уравнений равновесия представлены на рис. 7, полной поперечной силы натяжения обратно пропорциональна угол рассеивания сжатия М. Как наклона угол рассеивания бесконечности м подходов, bottleshaped стойка становится призматических и не поперечные растягивающие силы присутствуют.
КОЛИЧЕСТВО поперечной арматуры: требования в отношении прочности
На основании стойки и галстук модель используется для описания bottleshaped стойки, количество поперечной арматуры для этой стойки и галстук модели (рис. 4) может быть рассчитан. Количество поперечной арматуры, необходимых для поддержания равновесия является критической суммы подкрепления. Если меньше, чем усиление критической суммы при условии, бутылочной формы стойка не в состоянии поддерживать равновесие. Тот факт, что результаты bottleshaped стойки от чрезмерного растрескивания или преждевременной податливость поперечного армирования. Любое усиление предоставляется в дополнение к критической сумма, необходимая для равновесия не ведет к увеличению силы бутылочной формы стойки. Дополнительные поперечной арматуры не может предотвратить образование трещин, но только контроль ширина трещины, как только они создали. Контроль ширины трещины является важной задачей в эксплуатации. Для целей силы, только поперечной арматуры, достаточное для поддержания равновесия в бутылки должны быть обеспечены. Для целей обслуживания, дополнительное армирование могут быть необходимы ..
Поперечное армирование в бутылочной формы стойка является наиболее эффективным, когда он находится перпендикулярно оси ребра. Бутылка формы стоек часто не согласуются с оси пучка или его усиление. В глубокой балки, бутылочной формы стоек форме между точкой реакции и в месте приложения нагрузки, как на рис. 1 (б). Наклонные укрепление редко встречается в практике США, однако, как и во многих других странах Запада. Кроме того, два слоя усиления могут быть размещены перпендикулярно обеспечить необходимые поперечной арматуры. Если расщепление трещины предполагается открыть без сдвига скольжение вдоль трещины, сил арматуры пересечения, что трещина может быть рассчитана, как показано на рис. 8. Если сдвига скольжение вдоль трещины предположить, состояние стресса из-за применяемых осевые и поперечные силы в укреплении должны быть рассмотрены. Когда эти силы рассматриваются и их взаимодействия изучены с помощью Серкл Мора на стресс, тригонометрические функции показаны на рис. 8 должен быть поднят до второго власти, а не в первой степени, как показано ..
Существующие процедуры для армирования для bottleshaped стойка не считаю сдвига скольжения по расщеплению трещины. Если нет сдвига скольжения, нет сил из-за действий или дюбель совокупного блокировки могут быть разработаны. Это согласуется с практикой стойки и галстук моделирования предположить, что нет никакого напряжения сдвига в стойку. Strut и галстук моделирования метод описания силы в полной мере трещины структурных конкретных членов переживает пластических деформаций. После того как член полностью взломан, подчеркивает в распорки между трещинами считаются одноосной и без сдвига. Включение блокировки совокупные силы, дюбель сил, или как потребует некоторых изменений к стойке и галстук моделирования процесса, как это в настоящее время неизвестно.
Общее усилие натяжения в бутылочной формы стойка (T на рис. 7) должно быть меньше, чем эквивалентное сопротивление силой, перпендикулярной к щели (F ^ к югу [перпендикулярной] ^ на рис. 8). Кроме того, эквивалентной силой, перпендикулярной к щели могут быть написаны с точки зрения укрепления отношения. Эквивалентной армирования
... (4)
где
^ H ^ югу = площадь горизонтальной поперечной арматуры;
^ К югу V ^ = площадь вертикального сдвига арматуры;
B = ширина пучка;
S ^ H ^ югу = шаг горизонтальной поперечной арматуры;
S ^ югу V ^ = шаг вертикальной поперечной арматуры, а также
Эквивалент сопротивление силой, перпендикулярной к щели (F ^ к югу [перпендикулярной] ^ на рис. 8) может быть рассчитана по эквивалентной перпендикулярной отношение подкрепления. Для определения силы, эквивалентные соотношения Эта область B Эквивалентной перпендикулярной отношение усиление действия перпендикулярной осевой линии стойки. Эквивалентной силой, перпендикулярной к щели в связи с подкреплением
F ^ к югу [перпендикулярной] =
Кроме того, F ^ к югу [перпендикулярной] ^ Силу в стойку определяется по-разному в различных документах, код и исследователей. Сила стойки, однако, как правило, имеет следующий вид
F ^ югу Strut ^ = V '^ к югу с ^ ^ с ^ к югу (6)
где
V = коэффициент полезного действия;
е '^ к югу с = указанных конкретных прочность на сжатие, а также
^ К югу с ^ = минимальная площадь поперечного сечения из стойки.
На основании представленных ранее неравенство
F ^ к югу [перпендикулярной] ^
...
...
Поэтому
... (7)
Уравнение (7) основана на полной номинальной мощностью стойка на стадии рассмотрения. В практике проектирования, однако, стойка не может быть загружен до полной номинальной мощности. Таким образом, сумма подкрепления должна быть основана на факторинговой силу в стойку. Если какой-стойка имеет номинальную мощность, что значительно превышает ее учитываться нагрузки, нет необходимости в целях усиления достаточно, чтобы развить номинальную вместимость стойки. Следовательно, требуется усиление перпендикулярной соотношение может быть рассчитана по формуле. (8).
... (8)
Уравнение (8) было получено независимо от наклона дисперсионных сжатия и коэффициент полезного действия. Таким образом, уравнение. (8) может быть использован для определения минимальной суммы подкрепления, необходимые для поддержания равновесия bottleshaped стойки после разделения трещины сформировался. Только сила стойка была рассмотрена для вывода представлены ранее. Для контроля ширины трещин, укрепление в дополнение к этому, необходимых для удовлетворения уравнения. (7) могут быть необходимы.
Работоспособности в ТРЕБОВАНИЯ
За стойкой и галстук моделирования, как AASHTO LRFD "Мост Дизайн Технические характеристики" 4 и Канадская ассоциация стандартов (CSA) стандарт "Проектирование железобетонных конструкций" (CSA A23.3-04) 5 требуется усиление контроля трещин для всех структур, призванных помощью стойки и галстук процедур. В то время как два вышеупомянутых документов код иным идентичные положения для стойки и галстук моделирование, необходимое количество трещин усиление контроля изменения между ними. Для выполнения положений AASHTO LRFD, соотношение площади трещины усиление контроля валового конкретной области должно быть больше чем 0,003 как в горизонтальном и вертикальном направлениях. Стандартный CSA требует соотношение будет только 0,002 в каждом направлении. Усиление контроля трещины требование AASHTO LRFD представляет собой 50%-ное увеличение количества усиление по сравнению с CSA A23.3-04.
ACI 318-05 имеет никакого требования в отношении минимальной поперечной арматуры в стойку. Положения ACI 318-05, добавление, настоящее два различных факторов эффективности для бутылочной формы стоек. Чем выше коэффициент полезного действия (V = 0.85 будет использоваться для стоек без достаточного подкрепления. Если дизайнер выбрал не ставьте поперечной арматуры в бутылочной формы стойка, есть только 20%-ное снижение прочности по сравнению с стойка с поперечной арматуры. Кроме того, равновесия в бутылочной формы стойка без поперечной арматуры не может быть обеспечена после образования трещины расщепления. Такие ребра находятся в опасности достижения своих разрушающая нагрузка очень близко от нагрузки, что приводит к образованию трещин расщепления. Использование bottleshaped стоек без поперечной арматуры следует избегать в проектной практике.
Чтобы использовать фактор повышения эффективности, представленные в ACI 318-05 (V = 0,64), стойка должна содержать достаточное подкрепление, чтобы противостоять общей поперечной силы растяжения рассчитывается 2:1, угол рассеивания (A.3.3) или усиление должно удовлетворять Положения раздела A.3.3.1 (уравнение (9))
... (9)
где
^ К югу си = площадь поверхности арматуры в г-м слое пересечения стойка;
с ^ ^ к югу я = шаг арматуры в I-м слое, прилегающем к поверхности члена;
B = ширина стойки перпендикулярно к плоскости арматуры, а также
В главе 11 МСА 318-05 дополнительные сдвига минимальные требования для укрепления глубоких пучков представлены. Эти положения требуют усиления отношений 0,0025 и 0,0015 в вертикальном и горизонтальном направлениях, соответственно, для членов с четким службы менее чем в четыре раза эффективная глубина членов. Положениями главы 11 ACI 318-05 предотвращения использования глубокой света, который, вероятно, содержат бутылочной формы стоек, без поперечного армирования. Положениями Приложения МСА 318-05, однако, в частности, позволит бутылочной формы стоек без поперечного армирования. Эти положения в добавлении кода могут быть использованы для освобождения глубокой балки, которые могут сдвига критической членов, с минимальным веб усиление требований главы 11. Для сравнения Глава 11 Требования к требованиям, предъявляемым в формуле. (8), квадратный корень из суммы квадратов этих двух соотношений укрепления должны быть приняты (... = 0,0029). Минимальной поперечной арматуры положениях, содержащихся в главе 11 ACI 318-05 производить аналогичные суммы подкрепления в стойку в глубоком пучка, поскольку требование о разделе A.3.3.1 (уравнение
Для сравнения трещины управления требованиями AASHTO LRFD и CSA A23.3, квадратный корень из суммы квадратов усиление должно быть рассчитано. Для CSA A23.3 в результате укрепления соотношение ... . Это значение примерно такое же, как и значения, используемые в ACI 318-05. Требование трещины контроля в AASHTO LRFD, однако, значительно больше ....
Увеличение трещины усиление контроля представлены в AASHTO LRFD может быть связано с увеличением сдвига, различные условия воздействия, или больших размеров члена, возникающих в элементов моста. Усиление требований к поперечной арматуры в бутылочной формы стойки, однако, согласованы между ACI 318-05, раздел A.3.3.1; ACI 318-05, глава 11, и CSA A23.3. Для обслуживания целей, однако, минимальный коэффициент поперечной арматуры для бутылочной формы стойка равна 0,003 рекомендуется.
1955 распада балки крыши на складе используются в ВВС США, свидетельствует о важности поперечной арматуры. Серии балок неудачу в сдвига, когда структура была подвергнута лишь мертвым грузом. Исследование этих неудач Элстнер и Hognestad6 отметил, что мощность сдвига лучей был значительно сокращен наличием осевого напряжения в балках. Поперечной арматуры в настоящее время структура не была достаточной, чтобы компенсировать снижением конкретный вклад в прочность на сдвиг. Напряженность из-за сдержанной сжатию вдоль продольной оси балки. Без достаточного укрепления сопротивляться, что напряженность после формирования наклонной трещины, разрушение произошло. Наличие дополнительного усиления сдвига, однако, могло бы уменьшить трещины шириной и более конкретный вклад в прочность на сдвиг. Короче говоря, не все действия в структуре явно рассмотрены в ходе процесса удостоил. Поэтому мне кажется разумным включить в укреплении структур, в которых ответ доминирует сдвиг.
Strut и галстук моделирования предназначен для использования в первую очередь подвергаются члены большого количества сдвига. Таким образом, использование бутылочной формы стоек без подкрепления настоящее время в достаточном количестве, чтобы удержать продольных трещин расщепление сомнительных и потенциально опасных ..
Элстнер и Hognestad рекомендуется минимальное количество поперечной арматуры, должны быть предоставлены. Нынешние положения ACI 318-05, добавление, позволяют дизайнерам использовать не поперечной арматуры в глубоких балках. Глубокая пучков без поперечной арматуры может привести к ситуации, аналогичной тем, возникающих в склад краха. В настоящее время, применение армирования не менее 0,003 которое было принято в CSA A23.3-04 и в главе 11 ACI 318-05 Кодекса. Использование минимального соотношения укрепление 0,003 рекомендуется здесь, однако дальнейшие исследования в обслуживании конструкция сдвига критической лучей необходимо. Использование такого усиления могут привести к сокращению ширины щели под эксплуатационные нагрузки и, возможно, снизить вероятность катастрофического провала, как это наблюдалось в 1955 краха.
УКРЕПЛЕНИЯ ТРЕБОВАНИЯ: Подтверждение технической литературе
Для оценки применимости усиление требований, рассмотренных ранее, базы данных 476 тестов был использован. База данных содержит данные и результаты испытаний собраны из доступных технической литературы. Образцов в базе данных службы было сдвига к глубине соотношение меньше, чем 2 и условно усилены. Ссылки собраны в базе данных представлены в таблице 1. Полная информация о базе данных можно найти в номер 35.
Уравнение (7) был использован для определения необходимого количества арматуры для образцов в базе данных. Использование состава 2:1 форме бутылки, как это рекомендовано в ACI 318-05, добавление (рис. 4), а переменная форме бутылки угол предложенный Schlaich и Weischede3 оба были оценены. Чтобы изучить поперечной усиление требований с использованием базы данных, значение 0,64 был использован для КПД против значение 0,64 соответствует КПД использовать для достаточно усиленный бутылочной формы стоек в ACI 318-05. Других входных параметров (F '^ с ^ к югу, к югу ^ с ^, С параметрами из базы данных, а также предполагается, коэффициент полезного действия, всех благ, необходимых для расчета Таким образом, величина
Для оценки состава 2:1 форме бутылки, значение т в формуле. (7) была принята равной 2,0. Впоследствии, требуемая эквивалентная перпендикулярной укрепление отношений во всех 476 образцов были рассчитаны. Для образцов в базе данных, среднее значение было 0,0042. Для этих образцов, количество перпендикулярной подкрепление, необходимые для поддержания равновесия варьировалась от минимума 0,0006 и максимума 0,0308. Распределение значений показано на рис. 9. В соответствии с действующими положениями ACI 318, угол рассеивания 2:1 или усиление отношение 0,003 рекомендуется. Эти две философии являются взаимоисключающими. Использование 2:1, бутылку следует, что необходимо усиление соотношение превышает 0,003 и укрепление отношение 0,003 следует, что наклон угол рассеивания м гораздо больше, чем 2:1. Два, казалось бы, коррелированных положений в Приложении А ACI 318-05 не дают те же результаты.
Разница между этими двумя методами показано на рис. 10. Отношения между наклоном угла рассеяния и необходимые подкрепления, как определяется формулой. (7), готовились. Три кривые представляют собой минимальное, среднее и максимальное значения ^ с ^ к югу / BD образцов в базе данных. Как видно на рисунке, существует большой разброс в значение этого параметра (отношение стойкой районе площади поперечного сечения). Такое же количество вариаций затем доводятся до необходимой арматуры для бутылочной формы стойки. Если наклон угол рассеивания установлен в значение два как это было предложено в A.3.3 ACI 318-05, необходимые подкрепления может колебаться от 0,001 до 0,015 (рис. 10). Кроме того, если армирования проводится постоянная в 0,003 в соответствии с предложением A.3.3.1 в ACI 318-05, наклон дисперсионной сжатия колеблется от 0,75 до 10.
Иными словами, эти два положения (A.3.3 и A.3.3.1) обеспечивают очень разные принципы отбора арматуры в бутылочной формы стойки. Использование Раздел A.3.3 производит консервативной количество арматуры для бутылочной формы стоек с наклоном угла рассеивания 2 или меньше (слева от вертикальной пунктирной линией на рис. 10). Использование раздела A.3.3.1 производит консервативной количество арматуры для стоек с необходимым перпендикулярной отношение укрепление менее 0,003 (ниже горизонтальной пунктирной линией на рис. 10). Все стойки, что упадет сверху и справа от пунктирной линии на рис. 10 будет, с помощью ACI 318-05 Приложение, не имеют достаточной поддержкой для поддержания равновесия в бутылочной формы стойки после раскрытия трещин.
Распределение значений при использовании переменным углом дисперсии показано на рис. 11. Минимальное, среднее и максимальное значения Данные более плотно сгруппированы при использовании переменных угол рассеивания, чем при использовании состава 2:1 бутылку (рис. 11). Кроме того, при использовании переменным углом рассеивания, необходимые подкрепления гораздо меньше, чем рассчитывается с использованием состава 2:1 угол рассеивания. Этот эффект возникает потому, что большая часть образцов в базе данных было склонах углов дисперсии, что значительно выше, чем 2:1. Для 476 испытательных образцов в базе данных, среднее значение наклона угла дисперсии 8,2 с 50% данных в диапазоне от 5,8
УКРЕПЛЕНИЯ ТРЕБОВАНИЯ: Подтверждение с экспериментами
В дополнение к анализу с использованием базы данных результатов тестирования, экспериментальная программа была проведена. Экспериментальная программа состояла из трех железобетонных глубокой балки. Рисунок опытных образцов показана на рис. 12. Только различия между три образцы поперечной арматуры и бетона. Прочности бетона был задуман как единый среди образцов, но некоторые изменения не наблюдалось. Прочности бетона и поперечной арматуры каждого образца, а также фотографии образцов после аварии, показаны на рис. 13.
Первый из трех образцов (I-UL-0-0) не поперечной арматуры в главной службы ( Как видно на рис. 13, выход из строя образцов была вызвана диагональной напряженности. Второй экземпляр (I-UL-17-0), содержащиеся № 3 стремена расположенных на 17 дюйма (432 мм) в основной период ( фунтов на квадратный дюйм [18,2 до 22,3 МПа]) используются для построения этих образцов была выбрана для того, чтобы испытательный комплекс может производить адекватные силы привести к отказу образцов. Это небольшое количество поперечной арматуры, было достаточно, чтобы изменить режим отказа пучка от диагональной напряженности дробления стойки. На фотографии на рис. 13, измельченный бетон можно увидеть рядом с поддержки. Третий экземпляр (I-UL-8.5-0b) в серии, содержащиеся стремена с шагом 8,5 дюйма (216 мм) ( Для этого образца, неисполнение было вызвано дробления стойки, а не диагональные напряженности. На основании виды разрушения этих трех образцов, похоже, что лишь небольшое количество подкрепления в бутылочной формы стойки необходимо было разработать полную мощность стойки.
Крекинга картина в трех образцов теста очень похожи, как видно на рис. 13. В каждом случае трещины были также распределены по длине образцов с вертикальными трещинами формирования изгиб вблизи точки максимального момента. Во всех трех случаях, склонны трещина сдвига, прилегающих к реакции опоры произошло примерно в то же уровень прикладных сдвига. Каждый из этих образцов наблюдался линейный отклик прогиба от нагрузки до отказа. Несоблюдение каждого образца произошло внезапно практически не предварительного уведомления.
ДИЗАЙН РЕКОМЕНДАЦИИ
Текущего положения для армирования в bottleshaped стойка в ACI 318-05 которые не согласуются друг с другом или Глава 11 требований. 2:1 дисперсии сжатия требует подкрепления в Сети сверх того, что требуется в соответствии с положениями главы 11 или раздел A.3.3.1 МСА 318-05. С помощью стойки и галстук модель bottleshaped стойка предложенный Schlaich и Weischede, 3 угол рассеивания для сжатия сила может быть легко вычислить. Наряду с рассчитанным углом рассеивания, усиление, необходимые для поддержания равновесия может быть определена по формуле. (8). Минимальное значение для укрепления bottleshaped стойки к югу Для обслуживания причинам, и быть в соответствии с главой 11 Положения ACI 318-05, укрепление отношения в бутылочной формы стойка должна быть не менее 0,003.
Следующие шаги, следует использовать для определения надлежащей суммы поперечной арматуры в bottleshaped стойки:
1. Разработка стойки и галстук модели и определения необходимых сил в стойки;
2. Определить необходимую площадь поперечного сечения на конец стойки. Этот размер может быть изменен путем изменения деталей, таких как опорные пластины;
3. Определение длины стойки на основе стойки-andtie используемой модели;
4. Вычислить наклон угол рассеивания бутылочной формы стойка на основе процедуры, предложенной Schlaich и Weischede3 (рис. 6);
5. Расчет необходимых эквивалентной поперечной отношение к укреплению оси ребра (8). Обеспечить усиление достаточно иметь армирования в стойке, не менее, чем рассчитанная по формуле. (8) и 0,003.
РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ
Усиление требуется бутылочной формы стойка может быть определена из равновесия и основных механики (уравнение (8)). Требуется усиление пропорционально силы, приложенной к стойке и обратно пропорциональна склона от угла рассеяния. На основании ранее полученных методы, необходимые для укрепления сил целей в бутылочной формы стойка гораздо меньше, чем предусмотрено в настоящее время ACI 318-05. В настоящее время, добавление МСА 318-05 представляет два метода для определения необходимой арматуры для бутылочной формы стойки. Эти два метода в конфликте друг с другом. Первый метод, представленный в разделе A.3.3.1 МСА 318-05, опирается на уравнения, которые определяют необходимые подкрепления. Раздел A.3.3.1 требует, чтобы компонент укрепления перпендикулярной к щели должна быть больше, чем 0,003 раза больше площади бетона. Для второй метод, представленный в A.3.3, более подробная strutand галстук модель необходима для каждого бутылочной формы стойки, и подробная модель имеет угол рассеивания сжатия 2:1.
Эти два метода (укрепление отношение больше 0,003 и наклон дисперсией равной 2:1) в результате существенно различное количество арматуры. Кроме того, с переменным углом дисперсии может быть использована для моделирования поведения бутылочной формы стойки. Использование переменной бутылку угол уменьшает требуемую поперечной арматуры на оси ребра ..
Предыдущее обсуждение основывается исключительно на поддержание сил в бутылочной формы стойки. Работоспособность стойки должны быть рассмотрены. Глава 11 и раздел A.3.3.1 МСА 318-05 и раздел 11.5.5 из CSA A23.3-04 требует очень похожи минимальным требованиям, усиление контроля на основе трещины и работоспособности. Минимальное эквивалентное армирования Для адекватного выполнения бутылочной формы стойки, укрепление в этом стойки должны удовлетворять требованиям как на прочность и работоспособность. На основании данных, приведенных выше, можно сделать следующие выводы сделал:
1. Использование бутылочной формы стойка без поперечной арматуры не должно быть разрешено вне зависимости от КПД. Минимальная сумма усиление должно быть использован для компенсации влияния температуры, сдержанный усадки, а также другие эффекты, которые не могут быть конкретно учтены;
2. Количество поперечной арматуры, необходимых для поддержания равновесия в бутылочной формы стойка является функцией от силы, приложенной к этому стойки. Таким образом, коэффициент полезного действия влияет необходимые подкрепления;
3. Использование 2:1 распространения сжатия и укрепление отношение 0,003 может или не может быть эквивалентной основе стойки и член геометрии;
4. Использование переменных угол рассеивания может осложнить процесс проектирования, но она может быть использована для урегулировать разногласия между фиксированным углом рассеивания и укрепления, необходимые для поддержания равновесия в бутылочной формы стойки, что стойка может развивать свою полную потенциала;
5. Использование переменных угол рассеивания часто требует армирования менее 0,003. Тем не менее, соображения, для удобства также должно быть сделано. Таким образом, минимальный коэффициент армирования для бутылочной формы стойка 0,003 рекомендуется. Эта величина находится в соответствии с главой 11 МСА 318-05 и CSA A23.3-04. Применяя этот минимум с добавлением МСА 318-05, последовательности в коде, поддерживается и
6. Дополнительные исследования в отношении работоспособности структур разработаны с использованием стойкой и галстук положения не требуется.
Авторы
Авторы хотели бы поблагодарить Техас Департамента транспорта за предоставление финансовой поддержки для этой программы научных исследований и руководством Руководитель проекта Ван Дин Landuyt с благодарностью признана. Мнения, выводы, выводы и рекомендации, содержащиеся в данном документе, являются мнениями авторов.
Нотация
^ К югу с ^ = минимальная площадь поперечного сечения из стойки
^ H ^ югу = площадь горизонтальной поперечной арматуры
^ К югу V ^ = площадь вертикальной поперечной арматуры
B = ширина пучка
Ь к югу эффект = эффективная ширина бутылочной формы стойки (рис. 6)
Ь к югу мин = Минимальная ширина бутылочной формы стойки (рис. 6)
C = сжимающей силы в угол часть бутылочной формы стойки (рис. 7)
D = эффективная глубина пучка
е '^ с ^ к югу = заданная сжатие прочность бетона
F ^ югу у = указанного предела текучести поперечной арматуры
F ^ югу стойкой = осевое усилие в стойку
F ^ к югу [перпендикулярной] = сила, обусловленная уступая подкрепления в составе
L = длина стойки от лица к лицу узлов (рис. 6)
м = наклон угол рассеивания сжатия (рис. 6)
S ^ H ^ югу = шаг горизонтальной поперечной арматуры
S ^ югу V ^ = шаг вертикальной поперечной арматуры
T = общей силы натяжения развитых перпендикулярной к оси bottleshaped стойки
V = КПД
Ссылки
1. Гийон Ю., 1953, предварительно напряженного железобетона, запись подрядчика ООО, Лондон, 543 с.
2. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2005, 430 с.
3. Schlaich, J., и Weischede Д., 1982, "Детализация железобетонных конструкций", бюллетень d'информации 150, комитет Евро-International-дю-Beton, Париж, 163 с. (На немецком)
4. "AASHTO LRFD мост проектной документации", 2-е издание, Американская ассоциация шоссе государства и перевозки должностных лиц, 1998, Вашингтон, DC
5. Канадская ассоциация стандартов, "Проектирование железобетонных конструкций для зданий с Пояснительной записки", пятое издание, CAN3-A23.3-94, Рексдейл, Онтарио, Канада, 2004, 250 с.
6. Элстнер, RC, и Hognestad Е. "Лабораторные исследования твердого Отказ Frame", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 53, № 1, январь 1957, с. 637-668.
7. Ахмад, SA, и Lue, DM, "изгиб-Shear Взаимодействие железобетонных высокопрочных пучков", ACI Структурные Journal, В. 84, № 4, июль-август 1987, с. 330-341.
8. Chang, TS, и Кеслер, CE, "Статические и усталостной прочности на сдвиг пучков с растяжение усиление", ACI ЖУРНАЛ, Труды V. 54, № 6, июнь 1958, с. 1033-1057.
9. Кларк, А. П. Диагональ Напряженность в железобетонных балок, "ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 48, № 10, октябрь 1951, с. 145-156.
10. де-Пайва, HAR, и ЗИС, CP, "Сила и поведение глубоконеупругой Балки", ASCE Структурные Journal, В. 91, № 10, 1965, с. 19-41.
11. Ferguson, премьер, "Некоторые Причастность Последние Диагональ Тесты напряженности", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 53, № 1, январь 1955, с. 157-172.
12. Фостер, SJ, и Гилберт, RI, "Экспериментальные исследования по высокопрочного бетона Глубокая Балки", ACI Структурные Journal, В. 95, № 4, июль-август 1998, с. 382-390.
13. Кани, МВт; Хаггинс, МВт, и Витткопп, РР, Кани на сдвиг в железобетонных университета Toronto Press, 1979, 225 с.
14. Гонконг, пыл и Rangan Б. В. Прочность на сдвиг высокопроизводительных бетонных балок, "Структурные ACI Journal, В. 95, № 6, ноябрь-декабрь 1998, с. 677-688.
15. Гонконг, FK; Робинс, PJ и Коул, DF, "Web Усиление влияния на глубокой балки," ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 67, № 12, декабрь 1970, с. 1010-1016.
16. Moody, кг; Viest И.М., Элстнер, RC и Hognestad Е. "сдвиговой прочности железобетонных балок-Часть 1: Тесты простых Балки", ACI ЖУРНАЛ, Труды V. 51, No 12, декабрь 1954 , с. 317-332.
17. Морроу, J., и Viest, IM, "Прочность на сдвиг железобетонных рам Без Web усиление", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 53, № 9, сентябрь 1957, с. 833-869.
18. Ах, JK, и Шин, Ю, "Прочность на сдвиг железобетонных высокопрочных пучков Глубокая", ACI Структурные Journal, В. 98, № 2, март-апрель 2001, с. 164-173.
19. Ozcebe, G.; Эрсой, У. и Tankut, T., "Оценка минимального сдвига Требования Арматура повышенной прочности бетона", ACI Структурные Journal, V. 96, № 3, май-июнь 1999, с. 361 - 368.
20. Ramakrishnan В., Ananthanarayana Ю., "Предел прочности глубокой балки на сдвиг", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 65, № 2, февраль 1968, с. 87-98.
21. Риготти, М., диагональных трещин в железобетонных Глубокая Балки-экспериментальное исследование, диссертация магистра, Университет Конкордия, 2002, 220 с.
22. Роговский, DM; Макгрегор, JM и Онг, SY, "Испытания Железобетонные балки Глубокая", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 83, № 4, июль-август 1986, с. 614-623.
23. Шин, S.; Ли, K.; Луны, J., и Гоша, СК "Сила сдвига армированных высокопрочных бетонных балок с Shear Span до глубины коэффициенты от 1,5 до 2,5", ACI Структурные Journal, В. 96, № 4, июль-август 1999, с. 549-556.
24. Смит, К., и Vantsiotis А.С., "Прочность на сдвиг глубокой балки," ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 79, № 3, май-июнь 1982, с. 201-213.
25. Субеди, Н. К.; Варди, А. Е. и Kubota, N., "Железобетонные балки Глубокая-Некоторые результаты тестов," Журнал конкретных исследований, V. 38, № 137, 1986, с. 206-219.
26. Tan, KH, и Лу, HY, "Shear поведении при больших Железобетонные балки Глубокая и Кодекс сравнения", ACI Структурные Journal, V. 96, № 5, сентябрь-октябрь 1999, с. 836-845.
27. Tan, K.; Kong, F.; Дэн, S.; и Гуан, Л., высокопрочный бетон с глубокой балки Эффективное Span и Shear Span Вариации ", ACI Структурные Journal, В. 92, № 4, июль -августе 1995, с. 1-11.
28. Tan, K.; Kong, F.; Дэн, S.; и Вэн, Л., "Эффект веб Армирование высокопрочного бетона Глубокая Балки", ACI Структурные Journal, В. 94, № 5, сентябрь - Октябрь 1997, с. 572-582.
29. Tan, HK; Дэн, S.; Kong, F.; и Лу, H., "Главная стали Напряженность в высокопрочного бетона Глубокая и коротких балок", ACI Структурные Journal, В. 94, № 6, ноябрь - Декабрь 1997, с. 752-768.
30. Урибе, CM, а Алькосер, С. М., "Поведение глубокого Балки Разработанный с Strut-и-Tie модели", Национальным центром Prevenci
31. Узел А., 2003, Shear проектирования больших опор, докторская диссертация, Университет Торонто, Торонто, Онтарио, Канада, 185 с.
32. Watstein Д., и Матей, RG, "Деформации в балок диагональные трещины", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 55, № 12, декабрь 1958, с. 717-728.
33. Се, Ю.; Ахмад, SH; Ю., T.; и Чунг, W., "Shear пластичность железобетонных балок нормальной и высокопрочный бетон", ACI Структурные Journal, В. 91, № 2, март -апреле 1994, с. 140-149.
34. Ян, K.; Чунг, H.; Ли, E.; и Юн, H., "сдвиг характеристики высокопрочного бетона балок без глубокого сдвига подкрепление", инженерных сооружений, V. 25, с. 1343-1352.
35. Браун, MD; Санкович, CL; Байрак, O.; Jirsa, JO; Брин, JE, и Вуд, SL, "Дизайн для сдвига в железобетонных Использование Strut-и-Tie модели", доклад № 0-4371-2 , Центр транспортных исследований Техасского университета в Остине, Остин, Техас, апрель 2006.
Входящие в состав МСА Michael D. Браун является профессором гражданского строительства в Университете Огайо, Афины, штат Огайо. Он получил ОЧЭС, MSE, и докторскую степень в Университете штата Техас в Остине, Остин, Техас, в 2000, 2002 и 2005 годах, соответственно. Он является членом Совместного ACI-ASCE Комитет 445, сдвига и кручения.
Входящие в состав МСА Огузханского Байрак является адъюнкт-профессор гражданского строительства в Университете штата Техас в Остине. Он является председателем Совместной ACI-ASCE Комитет 441, железобетонные колонны, а также членом Комитета МСА 341, сейсмостойкость железобетонных мостов и совместной ACI-ASCE Комитет 445, сдвига и кручения.