Армированных волокном полимерные оболочки и формы-Modified сжатия Участники: II-модели

Реабилитация бетонных колонн, с использованием волоконно-армированные полимерные (FRP) композитов является эффективным для повышения прочности и пластичности перемещения. Кривой деформации замкнутых бетон, необходимые для разработки момент кривизны отношения железобетонных членов сжатия сейсмических дизайн реабилитации. Хотя некоторые модели существуют для квадратных и прямоугольных колонн, большинство FRP-размерных моделей для круглых колонн. Заключения модели для различных типов FRP-размерных бетона, в том числе связанных FRP композитных куртки прямоугольным и квадратным сечением, а также формы модифицированных круговые и эллиптические разделы только с пост-натянутой оболочки FRP представлен. Модель основана на использовании теории пластичности Уиллам-Уорнк пять параметров конкретной модели и Pantazopoulou-Миллса деградации конкретного модуля упругости. Popovics конкретной модели поведения для упрочнения и модель Саенс для смягчения поведения применяются в разработке. Заключения модели осуществляется поэтапный подход, на долю которого приходится переменной заключения FRP и растяжения поведение осевое напряжение увеличивается.

Ключевые слова: колонка; лишения свободы; после натяжения; растяжения.

(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Армированных волокном полимера (FRP) композитов появились в качестве альтернативы традиционным материалам для укрепления и восстановления существующих структур. Легкий, высокий коэффициент прочности и веса, коррозионная стойкость, и высокая эффективность строительства одним из преимуществ FRP композиционных материалов. FRP композиционных материалов были использованы в модифицированной моста колонны увеличения осевой силы, повышения пластичности перемещения, или обоих. FRP куртки могут обеспечить эффективную боковую родов и существенно повысить осевую силу и конечной осевой деформации бетона колонны.

Некоторые исследователи в том числе и Fardis Халили (1981), Karbhari и Гао (1997), Mirmiran и Shahawy (1997), Miyauchi и др.. (1997), Gergely и др.. (1998), Mirmiran и др.. (1998), Spoelstra и Монти (1999), Саафи и др.. (1999), Toutanji (1999), Сяо и Ву (2000), Ван и Рестрепо (2001), Моран и Pantelides (2002a, б, 2005), Кампионе и Miraglia (2003), и Лам и Дэн (2003), представил напряженно-деформированного моделей для конкретных ограничена куртки FRP. Сжимающие напряженно-деформированного из волокнита ограничивается конкретными является нелинейным и начальной части ответа напряженно-деформированного следует, что в неограниченном бетона, после достижения неограниченном прочности бетона, FRP-размерных конкретного ответа будет изменена: 1) смягчение может произойти с Филиал локализованных по убыванию, которые могут стабилизировать как расширение конкретных основных прогрессирует до куртку FRP переломы, или 2) упрочнения может происходить до куртку FRP переломов. Это упрочнения и разупрочнения поведение наблюдалось также в Рошетт и Лабошьер (2000) и Лам и Дэн (2003).

Mirmiran и др.. (1998), Ван и Рестрепо (2001), и Кампионе и Miraglia (2003) предложили модели для прогнозирования прочности при сжатии FRP-размерных бетона в прямоугольных колонн. Лам и Дэн (2003) представил дизайн-ориентированных напряженно-деформированного модель FRP-ограниченных прямоугольных колонн на основе обширной базы данных результатов тестирования. Трилинейной модели для ограниченных в том числе конкретные потери устойчивости и деформационного упрочнения продольной арматуры, также была разработана (и др. Ilki. 2004). В последнее время Matthys и др.. (2005) предложил прочность модель, основанная на том, что хорошо соответствует натурных испытаний по круговой столбцов.

Общий подход для учета различных параметров FRP-ограниченных конкретных членов сжатия, такие как геометрия (круглые, квадратные и прямоугольные) и связи типа (FRP связанных куртки и пост-натянутой FRP оболочек). Пластичности модели, основанной на Уиллам-Уорнк (1975) пять параметров модели для конкретных разработана для учета осевой силы FRP-размерных бетона. Для дилатансии поведение FRP-размерных бетона, теории деградации конкретного модуля упругости (Pantazopoulou и Миллс 1995) будет принят. В разработке, Popovics (1973) одноосного конкретные модели применяются для описания поведения упрочнения высокой жесткости FRP-размерных бетона; Саенс (1964) модель применяется для описания после пика поведение низкой жесткости FRP-размерных бетона. Заключения модели осуществляется поэтапный подход с использованием волокна поперечной деформации в качестве параметра, что составляет переменную заключения FRP во время процесса загрузки.

Модели по сравнению с крупными экспериментов, проведенных авторами на сжатие членов квадратных и прямоугольных секций связанных FRP композитных куртки и средних опытов Рошетт и Лабошьер (2000) и Лам и Дэн (2003). Модель также сравнению с широкомасштабные эксперименты с оригинальным прямоугольным и квадратным сечением изменить круговые и эллиптические разделы использованием пост-натянутой FRP снарядов. Экспансивного бетона была использована для химически после напряженности сборных FRP оболочек, как описано в сопроводительный документ (Ян и др.. 2006). Модель также по сравнению с существующими моделями FRP-размерных бетона.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Кривой деформации замкнутых конкретные необходимо в развитии момент кривизны "для железобетонных колонн для сейсмических дизайн реабилитации. Предложенная модель включает в себя силы основу и деформации подход к представляют собой сжатие поведение FRP-размерных бетона. Осевой силы прогноз разработан на основе пластичности. Теории деградации конкретных упругого модуля используется для связывания степень внутренней конкретные повреждения на уровне FRP боковой камере. Модель можно описать несколько типов FRP-ограниченных конкретных включая различные сечения геометрии, связанных FRP куртки и пост-натянутой FRP оболочек с экспансивной конкретные цемента. Модель реализована и по сравнению со средне-и крупномасштабных экспериментов и существующих моделей FRP-размерных бетона. Модель находится захватить поведение ограничивается конкретным применением связанных FRP куртки или после натянутый FRP оболочек удовлетворительным образом.

ОСЕВЫЕ ПРОЧНОСТЬ FRP-размерных БЕТОН

Прогноз осевой силы FRP-размерных бетон на основе конечной поверхности описываются конкретные Уиллам и Уорнк (1975), как показано на рис. 1 (а); Для FRP-размерных бетона, В теории пластичности, знак конвенции является то, что сжимающие напряжения является отрицательным. Рисунок 1 (а) также показывает среднее нормальное напряжение Рисунок 1 (б) показана проекция конечной поверхности (1) и (2), выражается через

... (1)

... (2)

На рис. 1 (б), сжатие меридиан второго порядка параболы и может быть выражена как (Уиллам и Уорнк 1975)

где Ь ^ ^ к югу 0, б ^ ^ 1 к югу, и к югу Ь 2 ^ имеют существенное значение константы, полученные из экспериментов. Неспособность точек данных для нормированного среднего нормального напряжения (2004) приведены на рис. 2. Регрессионный анализ дает: Ь югу 0 = 0,0417, к югу Ь 1 = -0,7955, а Ь к югу 2 = -0,1041.

Для образцов с упрочнением поведения, осевой силы F '^ ^ к югу см достигается при FRP удерживающего напряжения F ^ ^ л к югу достигает своего предельного значения Р ^ ^ лу к югу. Таким образом, Подставляя соответствующие члены в уравнении. (1) к (3), осевой силы F '^ ^ к югу см для образцов с закалки получается

... (4)

где / '^ к югу соре неограниченном равна прочности бетона. Для образцов со смягчающими поведения, конечной осевых напряжений е '^ ^ к югу у.е. не равна осевой силы F' ^ ^ к югу см, как показано на сопроводительный документ (Ян и др.. 2006). Используя выражение для коэффициента размягчения развитых эмпирически в формуле. (13) из сопроводительный документ, осевой силы F '^ ^ к югу см для образцов со смягчающими поведение получается максимум два выражения

... (5а)

... (5b)

Таким образом, осевой силы F '^ ^ к югу см для FRP-ограниченных конкретных членов сжатия может быть выражена следующим образом: 1) если эффективный коэффициент удержания е ^ ^ к югу лу / ж' ^ ^ сотрудничества югу (4), и б) если эффективный коэффициент удержания е ^ ^ к югу лу / ж '^ ^ к югу сотрудничества

На рисунке 3 показана нормированная осевой силы F '^ ^ к югу см / ж' ^ ^ сотрудничества югу против эффективный коэффициент удержания е ^ ^ к югу лу / ж '^ ^ к югу сотрудничества для опытов Pantelides и др.. (2004), тестов, Рошетт и Лабошьер (2000) и др. испытаний Pessiki и др. (2001). Сравнение было проведено на рис. 3 модели, разработанные в формуле. (4) и (5а, б) и моделей, имеющихся в литературе, в том числе Karbhari и Гао (1997), Spoelstra и Монти (1999), Саафи и др.. (1999), и Toutanji (1999). В области удержания е ^ ^ к югу лу / ж '^ ^ сотрудничества югу (1999) не может предсказать осевой силы удовлетворительно, однако модели Karbhari и Гао (1997), Spoelstra и Монти (1999) и др. Саафи. (1999) показывают отклонения, когда / ^ ^ к югу лу / ж '^ к югу соре выше 0,35. В области удержания, 0,35

Дилатансии ПОВЕДЕНИЕ

Нормализация постоянной конкретных членов сжатие связанных куртки FRP

Деградация конкретных модуль упругости является следствием развития и распространения трещин в бетоне. Крекинг вызывает бокового расширения конкретных членов сжатия, называют деформации области Степень ущерба, нанесенного в одноосно загруженных на сжатие представлена на сумму расширение за счет микрорастрескивания области поддержки осевой нагрузки, снижает растрескивание области поддержки нагрузки, которая в свою очередь, приводит к снижению модуля упругости. Деградации модуля упругости по площади штамм был описан Pantazopoulou и Миллс (1995), используя в качестве секущий модуль

... (6)

где E ^ к югу с = секущий модуль бетона; E ^ югу 0 = начальный модуль упругости неограниченном конкретные и

Секущий модуль E ^ с ^ к югу определяется как отношение осевых сжимающих напряжений F ^ с ^ к югу до осевой сжимающей деформации

... (7)

Для FRP-только конкретные, площадь деформации определяется как сумма напряжений в поперечных направлениях ортогональных сечения

где: (1) для кругового сечения, 2) для квадратного и прямоугольного сечений, деформации при незначительных прекращения оси и 3 из сопроводительный документ. Подставляя. (7) и (8) в уравнение. (6) дает

... (9)

Уравнения (8) и (9) можно упростить, учитывая средний поперечной деформации волокна

... (10)

, который преобразует формулы. (9) к

... (11)

Из уравнения. (6), (9) и (11), нормализации постоянной На основании авторы тестов (Pantelides и др.. 2004), отношения между постоянным и нормализации эффективный коэффициент удержания получена эмпирически, как

... (12)

Дилатансии формы модифицированного сжатия членов с пост-натянутой оболочки FRP

Дилатансии поведение FRP-ограниченных конкретных представлена объемная деформация по сравнению с осевой деформации отношений. Объемные деформации

... (13)

где определение области деформации ( (8) для круглого, квадратного, прямоугольного и эллиптического сечения.

Рисунок 4 показывает объемный по сравнению с осевой деформацией в форме модифицированных образцов S-C2-E, S-G6-E, R3-C2-E, и R3-G6-E с экспансивной конкретные цемента из сопроводительный документ (Ян и др. . 2006). Осевая нагрузка больше, чем штамм области 4. Таким образом, FRP заключения становится активным, а не пассивной, как микрорастрескивания конкретных доходов основной. Это дилатансии поведение характерно для образцов, которые форму-модифицированные с использованием FRP композитных оболочек с экспансивной конкретные цемента.

На рис. 4, отношения между объемными и осевых деформаций моделируется как линейному с

где В настоящее время испытания,

... (15)

СТРЕСС-ДЕФОРМАЦИИ ПОВЕДЕНИЕ FRP-размерных БЕТОН

Ответ бетона трехосного напряженных состояний, зависит от образования и расширение микротрещин. Имран (1994) показал, что развитие микротрещин регулирует конкретные хрупкости, пластичность, дилатансии и отказов. Эти явления зависят от трехосного напряженного состояния бетона. Для FRP-ограниченных конкретных подобное поведение не наблюдается. При низком уровне боковых FRP-родов, нарушение вызвано конкретные расширения, что приводит к безудержному микротрещин в бетоне ядра. Как следствие низкой жесткости FRP-размерных бетона, после пика потери осевой силы не наблюдается. В более высоких уровней FRP заключения, наблюдаемые в высокой степени жесткости FRP-только конкретные, микротрещины и повреждения стали более распространены и с задержкой. В этом случае, напряженно-деформированного кривая демонстрирует непрерывный поведение закалки без каких-либо деградации после пика. Эффективный коэффициент удержания е ^ ^ к югу лу / ж '^ к югу соре используется для дифференциации между размягчения и упрочнения поведение FRP-ограниченных конкретных образцов либо связанных куртки FRP или пост-FRP натянутой оболочки, как показано на сопроводительный документ (Ян и др..

2006). Если фактический коэффициент удержания е ^ ^ к югу лу / ж '^ к югу соре равна или превышает значение 0,2, следует использовать диаграммы растяжения с упрочнением поведения, как описано в уравнении. (16). В противном случае, диаграммы растяжения со смягчающими поведения должны быть использованы, как описано в уравнении. (20) ..

Режим закалки

Для FRP-ограниченных конкретных членов сжатия с упрочнением поведения, Popovics (1973) напряженно-деформированного модель применяется, как показано на рис. 5. Эта модель определяет соотношение между осевыми сжимающих напряжений из волокнита только конкретные е ^ с ^ к югу и осевых деформаций

... (16)

где E ^ ^ к югу 0 равна начальной модуль упругости неограниченном конкретные показано на рис. 5. Параметры К и р определяются как

... (17а)

... (17b)

где E ^ S ^ югу равно секущий модуль на осевой силы показано на рис. 5, которая определяется как

... (18)

Для FRP-размерных бетона с закалки, осевой силы F '^ ^ к югу см может быть получено из уравнения. (4) и

... (19)

, где Хотя выражение в формуле. (19) была получена на основе трехосных испытаний бетона, обеспечивает в достаточной степени, поскольку она основана на осевой силы FRP-размерных бетона.

Смягчение поведение

Смягчение происходит в FRP-компрессии членов с локализованным отрасли после пика, что может стабилизировать как расширение конкретных основных прогрессирует, как показано на рис. 6. Предварительно пика спектра кривой растяжения до / '^ ^ к югу вв описывается модель Popovics (1973), в то время как поведение ветви после пика описывается модель Саенс (1964). Концепция комбинированного ответа напряженно-деформированного был предложен др. Балан и др. (2000), 3D недоразвитым конкретной модели. Модель Саенс (1964) определен начальный модуль упругости E ^ ^ к югу 0, напряжение на пике нагрузки После пика точке ( Модель Саенс (1964) является

... (20)

где К определено в формуле. (17а), а также следующие обозначения

... (21)

B = 1 - 2C (22)

K = C 1 (23)

... (24а)

... (24, б)

Осевой силы F '^ ^ SUP см может быть получено из уравнения. (5а) и (5b); конечной осевого напряжения FRP-размерных конкретные со смягчающими поведение е '^ ^ к югу у.е. можно получить при помощи эмпирическое выражение приводится в формуле. (13) из сопроводительный документ (Ян и др.. 2006). Другие параметры предлагаемого авторами как

... (25)

... (26)

Уравнение (25) и (26) были разработаны на рис. 6 и формулы. (6) и (11). Уравнения. (25) использует тот факт, что Выражение для (12). В уравнении. (26), к югу (10) и (11) от сопроводительный документ.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ FRP-размерных конкретной модели

Ограниченная-конкретных моделей, таких, как аль Мандер и др. модели (1988), основаны на предположении, что удерживающего устройства, такие как сталь галстук, доходы и ведет себя идеально пластической образом, обеспечивая тем самым постоянный стресс удерживающего. Это предположение не подходит для заключения FRP потому удерживающего напряжения F ^ ^ л к югу, предусмотренных связанных FRP пиджак или пост-FRP натянутой оболочки, непрерывно меняется и экспонаты линейное поведение до отказа.

Модель для сжатия членов, связанных куртки FRP

Поэтапный подход должен быть использован для учета переменной FRP сложное напряженное удерживающего. Для каждого шага Popovics и Саенс модели применяются в зависимости от закалки или смягчения поведения. В поэтапно, осевая нагрузка делится на число шагов, I. Для каждого шага дополнительные поперечные волокна средней деформации шаг

...

я это индекс нагрузки шага, на котором переменные будут обновлены. Удерживающего давление F ^ SUP я ^ ^ ^ л к югу получается из уравнения. (2) на сопроводительный документ соответствует поперечной деформации волокна (4) или уравнения. (5а, б), в зависимости от эффективного соотношения родов. Для каждого шага нагрузки я, нынешний осевых деформаций к югу J ^ получен с помощью либо модели Popovics для сжатия членов с упрочнением поведение или Popovics и Саенс моделей для сжатия членов со смягчающими поведения; е ^ SUP я ^ ^ с ^ к югу затем используется для пересчета с ^ по формуле. (11); этой итерации повторяется до

В предложенной процедуре, потому что FRP-компрессии членов свидетельствует либо закалки или смягчения поведения, в зависимости от эффективный коэффициент удержания е ^ ^ к югу лу / ж '^ ^ к югу сотрудничества, две различные модели должны быть разработаны; эффективный коэффициент удержания должна быть рассчитана по формуле. (9) на сопроводительный документ (Ян и др.. 2006) до применения дифференцированного подхода. Для сжатия членов с упрочнением поведения, модель Popovics применимо и параметров модели можно рассчитать по формуле. (4) и уравнения. (16) к (19) для каждого шага нагрузки, И. Для сжатия членов со смягчающими поведения, первоначальный возрастанию и после пика отрасли связаны в осевых деформаций 6; (25) для двух различных фаз: Уравнение (4), полученных в данной работе, и уравнение. (16) (19), модели Popovics используются для диапазона 0

... (27)

, где

2

В начальной области по возрастанию 0

Напряженно-деформированного итерация повторяется для дополнительных поперечной деформации ^, как это описано в уравнении. (10) и (11) от сопроводительный документ. В таблице 1 приведены подробные процедуры для поэтапного подхода; обозначение J обозначает число циклов для каждого шага нагрузки, И.

Модель для сжатия членов с пост-натянутой оболочки FRP

Поэтапный подход применяется для модели формы модифицированного сжатия членов с пост-натянутой оболочки FRP и экспансивный конкретные цемента. В этом случае осевое напряжение F ^ SUP я ^ ^ с ^ к югу для каждого шага могут быть получены непосредственно из осевых деформаций соответствует поперечной деформации волокна (10) и (13) к (15). В таблице 2 приведены подробные процедуры для реализации модели формы модифицированного сжатия членов с пост-натянутой оболочки FRP. После натяжения влияние учитывается через коэффициент удержания эффективности к югу ^ р, взятые в 1,9 для круглого сечения, а также по формуле. (6) на сопроводительный документ (Ян и др.. 2006) для эллиптических сечений, которые используются для оценки FRP удерживающего напряжения в формуле. (2) сопутствующий документ.

Уравнений прогнозирования осевой силой и конечной осевой деформации колонны только пост-натянутой оболочки FRP могут быть использованы аналогичным образом, как уравнений, разработанных для пассивного заключения с FRP композитных куртки для сейсмических модификация существующих бетонных колонн (Seible-эль. 1997 ). Вклад поперечной арматуры в FRP-ограниченных конкретных является минимальным, поскольку расстояние стали связей средних до крупных (Демерс и Нил 1999). В этом случае, игнорируя присутствие арматурной стали связей, конечной дискретизации элементов может происходить с использованием волоконно элемент сетки для моделирования поперечного сечения с учетом: (1) дискретизации продольной стали, стальных волокон, а также (2) дискретизация столбца перекрестного раздел, как только конкретные волокон механических свойств развитых в этом исследовании. Когда колонны являются частью структуры, такие как мост Мол, напряженно-деформированного кривой FRP-размерных бетонная колонна может быть использована непосредственно в статический или динамический анализ пустяковое дело с использованием волоконно элементов (Pantelides и др..

1999; Pantelides и Gergely 2002). Устойчивость сжатого продольной арматуры и ее влияние на куртке или FRP FRP корпуса необходимо также учитывать ..

Верификация модели

Среднего масштаба испытаний на сжатие

Для целей проверки предложенной модели по сравнению с испытаний FRP-компрессии членов квадратного сечения исполнении Рошетт и Лабошьер (2000). Три экземпляра только с связанного углерода FRP (углепластика) композитный куртки выбраны: S5-C5, C4-S25 и S38-C3. Все три образцов 500 мм (20 дюймов) высокого, они были 152 х 152 мм (6 х 6 дюймов) поперечное сечение, и каждый образец имел разного радиуса угол и число слоев углепластика. Первый номер в образце определение указывает на углу радиус (мм единиц); вторая цифра указывает на количество слоев углепластика. Свойств материала, а конечной углепластика композитных поперечной деформации сообщили Рошетт и Лабошьер (2000), используемых при построении модели, результаты представлены на рис. 7. Сравнения показывают, что модель отражает результаты тестов с удовлетворительной точностью.

Предложенная модель также по сравнению с FRP-ограниченных квадратных сжатие тестов, Лам и Дэн (2003). Два экземпляра только с композитного углепластика связанных куртки выбраны: S1R15 и S3R25. Образцов 600 мм (24 дюйма) с высоким 150 х 150 мм (6 х 6 дюймов) поперечного сечения. Каждый образец был разного радиуса угол и число слоев углепластика; первый номер в образце идентификации означает количество слоев углепластика и второе число обозначает угловой радиус (мм единиц). Свойств материала сообщает Лам и Дэн (2003), используемых при построении модели, и результаты представлены на рис. 8. Сравнения показывают, что модель может предсказать результаты теста адекватно.

Крупномасштабные испытания на сжатие

FRP-компрессии членов, связанных FRP куртки-осевое сжатие проводились на квадратные и прямоугольные образцы завернуты в связанных куртки FRP, как указано в сопроводительном документе (Янь и др.. 2006). Рисунок 9 показывает сравнение между моделью заключения и результаты тестирования образцов квадратных с двумя слоями углепластика (SC2-0) и шесть GFRP слоев (S-G6-0); Существуют различия в экспериментальных и аналитических кривых, потому что секущий модуль упругости из FRP-размерных бетон не следовать именно модуль упругости в начальный осевой области деформации. На рисунке 10 показано сравнение для прямоугольных образцах с пропорции 2:1 с двумя слоями углепластика (R2-C2-0) и шесть GFRP слоев (R2-G6-0), соответственно, больших различий между экспериментальной и аналитические кривые существуют сравнению с квадратного образцов, потому что реальные поперечных деформаций различны в сечении поперечной ортогональных направлениях, но модель использует средние поперечные волокна деформации. Образца детали и результаты испытаний приведены в таблице 1 и 5 сопроводительный документ.

FRP-компрессии членов с пост-натянутой оболочки FRP-образный модифицированных образцов от первоначально квадратные и прямоугольные образцы были испытаны в осевом сжатии на изучение эффективности изменения формы в сочетании с должности натяжение оболочки FRP использованием широких конкретные цемента, как описано в сопроводительном документе. На рисунке 11 показано сравнение квадратной формы модифицированных образцов в круговой с двумя слоями углепластика (S-C2-E) и шесть GFRP слоев (S-G6-E), соответственно. В этом случае совпадение экспериментальных и аналитических результатов очень хорошо, за исключением начальной стадии загрузки, где секущий модуль упругости только конкретные недооценивается. На рисунке 12 показана для сравнения прямоугольной формы модифицированных образцов на эллиптические с двумя слоями углепластика (R2-C2-E) и шесть GFRP слоев (R2-G6-E), соответственно. Эллиптической формы образцов причины неоднородной поперечной деформации волокон в большой и малой осей эллипса и приводит к отклонение от средней поперечной деформации волокна, используемые в модели.

Кроме того, эллиптические образцы не вполне эллиптическую по всей высоте из-за строительства трудности, как показано в четвертом столбце таблицы 2 сопроводительный документ (Ян и др.. 2006). Это приведет к отклонению от средней деформации предполагается в модели, и фактических штаммов волокна при больших и малых осей образца. Подробная информация о пакете образцов и результаты испытаний были показаны в таблице 2 и 5 сопроводительный документ. В целом, результаты модели для сжатия членов с пост-натянутой оболочки FRP показывают очень хорошее согласие с экспериментом, лучше, чем это наблюдается на квадратные и прямоугольные образцы только с композитного связанных FRP куртки. Это связано с относительно более симметричной поперечной деформации волокна, с которыми сталкиваются формы модифицированных круговые и эллиптические после натянутый FRP снарядов ..

ВЫВОДЫ

Модели с использованием общей численностью основе и деформации основе метода представляется для описания осевых напряжений по сравнению с осевой поведение штамм FRP-размерных бетона. Осевой силы FRP-размерных бетона на основе конкретных теории пластичности и откалиброван с данными экспериментов. Штамм параметров получаются из теории деградации конкретного модуля упругости, связывающее степень внутренней конкретные повреждения на уровне FRP боковой камере. Для пост-натянутой оболочки FRP, есть непрерывное объемное сжатие же духе, пока неизбежный провал, таким образом, FRP заключения превращается из пассивного в активное, как микрорастрескивания конкретных доходов основной.

Выражение для FRP удерживающего напряжения была расширена для учета различий в кросс-секционных геометрии (круглые, квадратные и прямоугольные) и связи типа (FRP связанных пиджак или пост-FRP натянутой оболочки). Изменение формы поперечного сечения геометрии могут быть круглыми, овальными или эллипс. Различие между упрочнения и разупрочнения поведения производится на основе эффективный коэффициент удержания на который приходится максимальное лишение свободы предоставляемый FRP композитных куртку. Popovics модель была применена для описания поведения упрочнения и Popovics и Саенс модели были применены для описания поведения размягчения FRP-ограниченных конкретных членов сжатия.

Модель FRP заключения разработан с использованием поэтапного подхода для учета переменной заключения FRP, и может быть реализован с использованием компьютерной программы. Напряженно-деформированного модель хорошо согласуется с экспериментальными результатами для сжатия только с членами связанных куртки FRP и форме модифицированного сжатия членов с пост-натянутой оболочки FRP и экспансивный конкретные цемента. Предложенная модель более эффективными, чем существующие модели-это предсказал осевой силы FRP-ограниченных конкретных удовлетворительным образом для широкого круга эффективных удерживающего напряжения.

Эмпирических уравнений, используемых в построении модели были основаны на бетон с низкой прочностью на сжатие, и, хотя данные других тестов в литературе были использованы решения должны быть использованы в их применении для бетонов различных прочность на сжатие. Разработанная модель должна стать предметом дальнейшего расследования в условиях, когда выпучивания продольной арматуры может происходить и для бетонов различных прочность на сжатие.

Авторы

Авторы признают, финансовую поддержку, оказанную Юта Департамента транспорта, вклад FRP композиционных материалов Sika и воздуху логистики, а также вклад типа цемента и K Компонент от CTS компании. Авторы хотели бы поблагодарить рецензентов за их конструктивные замечания.

Нотация

= Параметр, используемый в модели Саенс

B = параметр, используемый в модели Саенс

Ь ^ ^ к югу 0, б ^ ^ 1 к югу, к югу Ь 2 = материала коэффициент сжатия меридиан

C = параметр, используемый в модели Саенс

E ^ югу 0 = начальный модуль упругости неограниченном конкретных

E ^ к югу с = секущий модуль конкретных соответствующих F ^ с ^ к югу

E ^ югу J = модуль упругости FRP композитных

E ^ югу ы = секущий модуль бетона при осевой силы

F ^ к югу с = осевой сжимающей напряжение в бетоне

F ^ SUP я ^ ^ к югу с = осевое сжимающее напряжение в бетоне для приращении я

е '^ к югу сс = осевой силы FRP-только конкретные

е '^ ^ к югу см / ж' ^ к югу сотрудничества = нормированные осевой силы

е '^ к югу сотрудничества = неограниченном прочности бетона

е '^ к югу у.е. = конечной осевого напряжения FRP-размерных конкретные со смягчающими поведение

F ^ югу л = FRP удерживающего напряжения

F ^ SUP я ^ ^ к югу л = FRP удерживающего напряжения для приращении я

F ^ югу лу = конечной FRP удерживающего напряжения

е ^ ^ к югу лу / ж '^ к югу сотрудничества = эффективный коэффициент удержания

K = параметр, используемый в Popovics и Саенс модели

К ^ к югу

К ^ к югу

К ^ к югу р = заключения коэффициент эффективности для пост-натянутой оболочки FRP

К югу ^ ы = формой поперечного сечения фактор

К ^ к югу

К ^ к югу

К ^ к югу

г = параметра в Popovics модели

^ К югу

Ссылки

Балан, TA; Spacone, E.; и Квон, М., 2001, "3D гипоплазии модель циклического анализа железобетонных конструкций", инженерных сооружений, V. 23, № 4, с. 333-342.

Кампьоне Г., Miraglia, N., 2003, "Сила и напряжение емкости бетона Сжатие членов Усиленный FRP", цементных и бетонных композитов, V. 25, с. 31-41.

Carey, SA, и Харрис, К., 2003, "Влияние формы, Gap и масштаб поведения и моделирование переменно замкнутых Бетон," Научно-исследовательский доклад ST03-05, Университет Южной Каролины, Колумбия, Южная Каролина, декабрь 2003, 189 с.

Chen, WF, и Хан, DJ, 1982, упругости для строительных инженеров, Springer-Verlag, Нью-Йорк, 606 с.

Демерс, М., Нил, KW, 1999, "удержание железобетонных колонн с армированных волокном композитных листов-экспериментальное исследование", Canadian Journal гражданского строительства, V. 26, № 2, с. 226-241.

Fardis, MN, и Халили, H., 1981, "Бетон помещены в армированный стекловолокном пластмассы," ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 78, № 6, ноябрь-декабрь, с. 440-446.

Gergely И., Pantelides, CP; Nuismer, RJ, и Ривели, Л., 1998, "Мост Пир Модернизация с использованием волоконно-армированные композиты Пластик," Журнал композиты для строительства, ASCE, т. 2, № 4, с. 165-174.

Ilki, A.; Kumbasar, N.; Оздемир, P.; и Fukuta, Т., 2004, "Трилинейные модели напряженно-деформированного для замкнутых Бетон," Проектирование зданий и сооружений и механики, V. 18, № 5, с. 541-563.

Imran И., 1994, "Применение неассоциированных пластичности Моделирование механической реакции Бетон", Кандидатская диссертация, Университет Торонто, Торонто, Онтарио, Канада, 1994, 300 с.

Karbhari В.М., Гао Ю., 1997, "Составные рубашкой бетона при одноосном сжатии-Проверка Простой дизайн уравнений", журнал материалов для гражданского строительства, ASCE, т. 9, № 4, с. 185-193.

Лам, L., и Дэн, JG, 2003, "Дизайн-ориентированной напряженно-деформированного модель FRP-Бетон в замкнутых прямоугольных колонн," Журнал армированных пластиков и композитов, В. 22, № 13, с. 1149-1186 .

Мандер, JB; Пристли, JN, а также Парк Р., 1988, "Теоретические модели напряженно-деформированного для замкнутых Бетон," Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 114, № 8, с. 1804-1826.

Matthys, S.; Toutanji, H.; Audenaert, К. и Taerwe, Л., 2005, "осевой нагрузки Поведение крупномасштабных Колонны замкнутых с армированной волокном полимерных композитов", ACI Структурные Journal, В. 102, № . 2, март-апрель, с. 258-267.

Mirmiran А., Shahawy, М., 1997, "Поведение бетонных колонн, ограниченном волокнистых композитов," Журнал строительной техники, ASCE, В. 123, № 5, с. 583-590.

Mirmiran, A.; Shahawy, M.; Саман, M.; и Эль-Echary, H., 1998, "Влияние Колонка параметров FRP-замкнутых Бетон" Журнал композиты для строительства, ASCE, т. 2, № . 4, с. 175-185.

Miyauchi, K.; Nishibayashi, S.; и Иноуэ, S., 1997, "Оценка воздействия Укрепление карбона лист для бетонная колонна", неметаллических (FRP) Арматура железобетонных конструкций, материалы, 3-й Международный симпозиум, Саппоро , Японии, т. 1, с. 217-224.

Моран, Д. А., Pantelides, CP, 2002a, "Переменная пластичность штамма FRP-замкнутых Бетон" Журнал композиты для строительства, ASCE, V. 6, № 4, с. 224-232.

Моран, Д. А., Pantelides, CP, 2002b, "напряженно-деформированного модель FRP-замкнутых Бетон" Журнал композиты для строительства, ASCE, V. 6, № 4, с. 233-240.

Моран, Д. А., Pantelides, CP, 2005, "Ущерб основе напряженно-деформированного модель из армированных волокном Полимер-замкнутых Бетон", ACI Структурные Journal, В. 102, № 1, январь-февраль, стр. 54. -61.

Pantazopoulou, SJ, и Миллс, RH, 1995, "Микроструктурные аспекты механической реакции простого бетона", ACI журнал Материалы, В. 92, № 6, ноябрь-декабрь, с. 605-616.

Pantelides, CP; Gergely И., Ривели, Л. Д., а также Volnyy, В. А., 1999, "Модернизация железобетонный мост Пир с углепластика Расширенный композиты" Журнал строительной техники, ASCE, В. 125, № 10, с. 1094-1099.

Pantelides, CP, и Gergely, J., 2002, "Карбон-армированных волокном полимерные сейсмических Модернизация железобетонных Бент-Бридж: Проектирование и in-situ проверки," Журнал композиты для строительства, ASCE, V. 6, № 1 , с. 52-60.

Pantelides, CP; Ян, З. и Ривели, Л., 2004, "Shape Модификация замкнутых прямоугольных колонн с FRP композиты", Research Report CVEEN-04 / 4, Департамент гражданской и экологической инженерии, Университет штата Юта, Солт-Лейк-Сити , Юта, декабрь 2004, 166 с.

Pessiki, S.; Харрис, KA; Кестнер, JT; Заузе, R.; и Ricles, JM, 2001, "Осевые Поведение железобетонных колонн с замкнутых Куртки FRP," Журнал композиты для строительства, ASCE, т. 5, № 4, с. 237-245.

Popovics, S., 1973, "Численное подход к Полная зависимость напряжения от деформации для бетона," Цемент Бетон, В. 3, № 5, с. 583-599.

Рошетт, P., и Лабошьер П., 2000, "Осевые Тестирование прямоугольных замкнутых Колонка Модели с композиты" Журнал композиты для строительства, ASCE, Т. 4, № 3, июль-август, с. 129 - 136.

Саафи, M.; Toutanji, HA, и Ли, З., 1999, "Поведение бетонных колонн, замкнутых с волокном полимерные трубы", ACI материалы Journal, V. 96, № 4, июль-август, с. 500 -509.

Саенс, IP, 1964, обсуждение "Уравнение для кривой деформации бетона", по Desay П. и С. Кришан, ACI ЖУРНАЛ, Труды V. 61, No 9, с. 1229-1235.

Seible, F.; Пристли, MJN; Hegemier, Г. А. и Innamorato Д., 1997, "Сейсмическая Модернизация железобетонных колонн с непрерывным углеродных волокон Куртки," Журнал композиты для строительства, ASCE, В. 1, № 2 , с. 52-62.

Spoelstra, MR, и Монти, Г., 1999, "FRP замкнутых конкретной модели," Журнал композиты для строительства, ASCE, В. 3, № 3, с. 146-150.

Toutanji, H., 1999, "напряженно-деформированного характеристики бетонных колонн, внешне замкнутых повышенной волокнистого композита бюллетени," ACI материалы Journal, V. 96, № 3, май-июнь, с. 397-404.

Wang, YC и Рестрепо, СО, 2001, "Исследование концентрически загружено железобетонных колонн замкнутых со стеклом из армированных волокном Куртки полимер," Структурные ACI Journal, В. 98, № 3, май-июнь, с. 377-385 .

Уиллам, KJ, а Уорнк, EP, 1975, "Учредительный модель Трехосный Поведение бетона", Труды Международной ассоциации мостостроения и строительной техники, V. 19, с. 1-30.

Сяо Ю., и Ву, H., 2000, "Поведение при сжатии бетона, ограниченном углепластика Куртки," Журнал материалов для гражданского строительства, V. 12, № 2, с. 139-146.

Ян, З., 2005, "Shape Модификация замкнутых прямоугольных колонн с FRP композиты", диссертация, Университет штата Юта, Солт-Лейк-Сити, штат Юта, май, стр. 301.

Ян, З.; Pantelides, CP, и Ривели, Л., 2006, "армированных волокном полимерные оболочки и формы-Modified сжатия членов: I-экспериментальной поведение", ACI Структурные Journal, В. 103, № 6, ноябрь - декабрь, с. 885-893.

Zihan Ян является инженер Nishkian Menninger Консалтинг и инженеров-строителей, Сан-Франциско, штат Калифорния Он получил степень магистра и доктора философии Центральный научно-исследовательский институт Строительство и Китайской Народной Республики, а также Университет штата Юта, Солт-Лейк-Сити, штат Юта , соответственно. Его научные интересы включают в себя укрепление бетона армированных волокном полимерных композитов, структурные диагностики и восстановления железобетонных зданиях.

Входящие в состав МСА Крис П. Pantelides является профессором гражданской и экологической инженерии в Университете штата Юта. Он является членом комитетов МСА 341, сейсмостойкость железобетонных мостов; 369, сейсмическая ремонту и реконструкции; 374, основанным на показателях деятельности проектирование сейсмостойких зданий и сооружений бетона; 440, армированных полимерных Укрепление и совместных ACI-ASCE Комитет 352, суставы и Соединения в монолитных бетонных конструкций. Его исследовательские интересы включают проектирование сейсмостойких сооружений, оценка и восстановление железобетонных строительства и мостостроения.