Различие между кулаками и изгиб видов отказов плоских пластин
В опытах по изучению эффективности поперечной арматуры в обеспечении прочности и пластичности в плоских пластин, он может быть трудно провести различие между изгиб и перфорация сдвига отказов и повреждений. Открытый ориентировочные результаты могут быть получены только при изгибе отношение укрепление достаточно высока, чтобы исключить возможность разрушение при изгибе до перфорации. В этой статье, влияние на изгиб отношение подкрепления режим отказа, прочность и пластичность изучается в экспериментах на внутренних плиты колонки соединения передачи поперечной силы или поперечная сила в сочетании с несбалансированной момент. Рекомендация дается по разработке изгиб коэффициент армирования тестов, которые могут быть решающими.
Ключевые слова: пластичность; пластине; прочность на изгиб, удары сдвига; плиты.
(ProQuest-CSA LLC: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Бетонные плоских пластин поддержку непосредственно на колонны без света или столбца столицах уязвимы для штамповки разрушение при сдвиге при сдвиге критических участках в непосредственной близости от колонны. На рисунке 1 показан типичный образец теста, который используется многими исследователями. Образец представляет интерьер колонны и часть плиты. Плита опертой вдоль ее края и четыре столбца подвергается осевой силы V или V только в сочетании с две равные и противоположные силы P, производящей момент M = Pl, то есть провал из-за передачи поперечной силы V или V в сочетании с несбалансированной M момент между колонкой и плитой.
Исследуемого образца на рис. 1 может не сдвигом штамповки или изгиба, поскольку срез и изгиб максимум на том же месте. Отказ штамповки, как известно, хрупкой, но плиты отсутствии на изгиб выставки больших деформациях до отказа. Тесты, в которых отказ является изгиб, пробивая в конечном итоге может привести к второй провал. Таким образом, иногда бывает трудно провести различие между видами неудачи в испытаниях и для определения причины отказа: Это штамповки или прогиб? Для простоты изложения, обсуждения, связанные с железобетонные плиты без предварительного напряжения. Вывод, однако, следует также применять к пост-натянутой плит.
Выход линии теории является эффективным инструментом для оценки конечной прочности при изгибе железобетонной плиты. Это дает разрушающая нагрузка V ^ е ^ к югу или V в сочетании с M ^ е ^ к югу, который производит разрушение при изгибе с точки зрения м изгибающий момент на единицу ширины сляба на податливость изгиб арматуры. Значение т почти линейно зависит от изгибной армирования по крайней волокна сжатия тяжести напряженности подкрепления.
При отсутствии поперечной арматуры, плиты с относительно небольшими В большинстве тестов, экспериментальное значение фактической прочности на сдвиг выше, чем консервативные номинальной стоимости V ^ с ^ к югу дается кодов; разница в 25% не является редкостью. Таким образом, для разработки теста, который бы из строя в результате изгиба или перфорации В противном случае режим отказа не будет видно из теста, поскольку он может представлять собой комбинацию из двух режимов. Плита с низким соотношение изгиба арматуры (например, V ^ ^ к югу е будет вязкостью. Наличие поперечной арматуры в этом случае будет иметь никакого влияния на режим отказа и предельной нагрузки.
Shear армирования плит обеспечивает увеличение прочности на сдвиг и внести на конечной неудачи происходят в вязкий, а не хрупкий режим. Тесты, направленные на изучение эффективности того или иного типа поперечной арматуры должны иметь отношение изгибной укрепление В противном случае, тест может указывать пластичного поведения, потому что неудача вызвана полностью или частично за счет изгиба, что приводит к ошибочному выводу, что пластичность объясняется поперечной арматуры. Примеры опубликовал результаты тестов, в которых это было в случае будет обсуждаться в следующем.
Две серии испытаний приведены установить четкие различия между этими двумя отказов и найти соотношение изгиба арматуры, которая, как ожидается, приведет к явный провал штамповки. В серии 1, плиты подвергаются поперечная сила V. В серии 2, V в сочетании с М. В каждой серии, три значения Все образцы представляют собой соединения внутренних колонн с неправительственными организациями, предварительно напряженных плит. Стад поперечной арматуры обеспечивается во всех образцах, его размер и расширение сдвига армированных зоны сконструирован так, что если неисполнение является штамповка, он будет происходить за пределами зоны сдвига армированных.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Железобетонные плоские плиты без поперечной арматуры, так и непосредственно поддерживаются колоннами из строя в результате либо изгиба или сдвига хрупких штамповки. Экспериментальные исследования по изучению эффективности поперечной арматуры не может предоставить убедительные информации при изгибе отношение укрепления недостаточно, чтобы исключить возможность разрушение при изгибе, возникшего до штамповки провал. Цель экспериментальной программы, представленные в данной работе является изучение справедливости этого утверждения и рекомендовать минимальное соотношение изгиба укрепления, которые должны предоставляться в пробивая сдвиговых испытаний.
Пластичность
Пластичность плит колонки связи вызывает серьезную озабоченность, особенно в сейсмических дизайна. Пластичность является возможность пройти большие пластические деформации без сбоев. Различные параметры количественного пластичности были использованы многими исследователями. Коэффициент вязкости Для изготовления плит колонки связи на рис. 1, перемещения могут быть отнесены как ни осевой перевода D или дрейфа отношение DR, где DR равна сумме абсолютных значений , расстояние между силами.
... (1)
Потому что приносит изгибных армирования плиты распространяется постепенно, нет четких текучести может быть определена. Для решения этой проблемы, номинальная смещение D ^ у ^ к югу в направлении г или дрейфа отношение DR ^ у ^ к югу на выход определяется билинейной идеализированной график, как показано на рис. 2. Пан и Мол (1989) определить номинальное отношение дрейф в связи с тем DR ^ ^ к югу u80 как дрейф значения, когда 20% от конечной мощности теряется. Таким образом, фактор перемещения пластичность выражается в виде
... (2)
Следующие два раздела дают уравнений, используемых для расчета номинального преимущества, когда причина неудачи изгиб или перфорации; индекс / указывает прогиб, а индекс р указывает штамповки.
Уравнения УРОЖАЙ LINE
На рисунке 3 показана модель разрушения доходности линий в изотропной испытательного образца подвергаются осевой силы V. По виртуальная работа (Гали и др.. 2003), та сила, которая производит разрушение при изгибе является
... (3)
м, где изгибающий момент на единицу ширины сляба на податливость верхнего изгиба арматуры, л ^ с ^ к югу размерность плиты образца, л ^ ^ 1 к югу является пролета между опорами, а также с столбец размерности. Обе плиты и колонки, как предполагается площади.
Рисунке 4 (Gesund и Голи 1979) показывает, разрушения структуры доходности линий в изотропной квадратных испытательного образца с квадратным столбца, который передает постоянной осевой силы V на плите, в сочетании с несбалансированной момент увеличения величину до неспособности прогиб. По виртуальная работа, несбалансированное момент M ^ е ^ к югу на неспособность прогиба определяется
... (4)
где М 'изгибающий момент на единицу ширины сляба на податливость изгиб нижней арматуры.
NOMINAL Прочность на сдвиг
После ACI 318-05, уравнение. (5) и (6) используются для прогнозирования значений V ^ югу р из ^ и M ^ югу р из ^, которые производят штамповки провал испытаний серии 1 и 2, соответственно.
... (5)
... (6)
где V ^ югу р из ^ является номинальным осевое усилие на колонку, которая производит неспособность штамповки за сдвига армированных зоны (рис. 5) в тестовом образце рис. 1 в отсутствие несбалансированным момент, к югу M ^ ^ р из номинальная стоимость несбалансированного момента, который производит неспособность штамповки за сдвига армированных зоны испытываемого образца на рис. 1 подвергаться постоянной осевой силы V на колонку, ..., б ^ о ^ выход сабвуфера длина периметра сдвига критической секции в 0.5d от внешних периферической линии поперечной арматуры (рис. 5) , х ^ ^ выход сабвуфера является х-координата самая дальняя точка на критической участке от оси, г-расстояние от крайней волокна сжатия тяжести напряжения арматуры; и переданы эксцентриситет сдвига на плите столбцов соединения определяется
... (7)
где л ^ к югу х ^ и л ^ у ^ к югу проекции сдвига критической секции по основным центроидальный х и у, соответственно. Комментарий от ACI 318-05 определяет J ^ с ^ к югу в собственность предполагается критической секции аналогичный полярный момент инерции и дает уравнение для сдвига критической секции которого периметру замкнутый прямоугольник. Учитывая J ^ ^ к югу с равным г умноженной на момент инерции периметру дает значение несколько меньше, чем уравнение комментарии (2,5% в опытных образцах этой статье). ACI 421.1R-99 рассчитывает J ^ с ^ к югу таким образом, и дает уравнение. (8), которая распространяется на всех критических участках, имеющих полигональных периметру.
... (8)
где суммирование ведется по всем сторонам многоугольника, а к югу л ^ т ^ и (х \ к югу я ^, х ^ к югу J ^) являются длину и координаты концов типичных т стороне. Реорганизация уравнения. (5) и (6) дает
V ^ к югу р из = V ^ с ^ к югу Ь к югу о ^ г из (9)
... (10)
Для плиты без поперечной арматуры, ACI 318-05 дает уравнение. (11) для поперечной силы, которая производит штамповки неудачу в критический раздел 0.5d из колонки лицо.
... (11)
где Ь к югу о в ^ длина периметра внутреннего предположить сдвига критической секции в 0.5d из колонки лицо. Для испытания образца с поперечной арматуры, ACI 318-05 дает уравнение. (12) для поперечной силы, которая производит штамповки разрушение при сдвиге в критический раздел 0.5d из колонки лицо.
V ^ к югу р = (V ^ ^ сз югу V ^ югу S ^ г (12)
где V ^ ^ сз югу является номинальной прочности на сдвиг при условии конкретными при наличии поперечной арматуры и против является номинальной прочности на сдвиг предоставляемый поперечной арматуры и имеет вид
... (13)
В этом уравнении V ^ ^ к югу есть площадь поперечной арматуры на один периферической параллельные линии по периметру секции колонны, е ^ ^ к югу Ю.В. является пределом текучести поперечной арматуры, а также с это расстояние между линиями периферической поперечной арматуры. Для укрепления стад сдвига, который используется в испытательных образцов в данной работе, ACI 421.1R-99 дает
... (14)
Для испытания образца с поперечной арматуры, ACI 318-05 дает уравнение. (15) для несбалансированного момента M ^ югу р ^, что, в сочетании с постоянной силы сдвига V, производит штамповки разрушение при сдвиге в критический раздел 0.5d из колонки лицо.
... (15)
где х ^ ^ к югу в направлении оси х-координата самая дальняя точка на критической участке от оси у.
Литературные данные TEST
Эксперименты были проведены по изучению эффективности различных видов поперечной арматуры в увеличении сдвига прочность и пластичность. Ниже приведены примеры тестов, результаты которых nonconclusive из-за недостаточного количества изгиб арматуры.
Испытания Pilakoutas и Ли (2003) представляют собой примеры, в которых причиной неудач было не ясно, что ведет к неправильному толкованию. Pilakoutas и Ли (2003) выполняются четыре испытания железобетонных образцах, представляющих соединения 175 мм (7 дюймов) толстых плит с объемным 200 х 200 мм (8 х 8 дюймов) столбцов для исследования эффективности типа поперечной арматуры , состоящий из высокопрочных стальных полос, 0,8 мм (0,03 дюйма) в толщину и 25 мм (1,0 дюйма) в ширину, е ^ к югу у = 1100 МПа (160 KSI). Один экземпляр контроля без поперечной арматуры. В оставшиеся три (табл. 1), стальные полосы были согнуты в форме буквы W с вертикальной или наклонной ног высотой 135 мм (5,3 дюйма). Средней и верхней изгиб отношение арматуры в двух взаимно перпендикулярных направлениях было 0,0072. С поперечной арматуры, разрушающая нагрузка V ^ ^ к югу тест 560 кН (126 кип) в каждом из трех испытаний; среднее отклонение максимум 24 мм (0,94 дюйма). Авторы считают, что это был вязкий поведение и отнести его к поперечной арматуры.
Биркл и Gayed (2006) утверждал, что пластичного поведения в ходе испытаний, не могут быть отнесены к поперечной арматуры, потому что Vtest в трех образцах с поперечной арматуры превысил Vtest контроля образца только на 11% (с использованием для сравнения мультипликаторов перестройки пропорционально .. .). Значения V ^ е ^ к югу рассчитывается по формуле. (3) для трех образцов с поперечной арматуры превысил V ^ ^ к югу тест на 5% (для сравнения столбцов (7) и (9) к таблице 1), что указывает на обширные уступая изгибных укрепления должны иметь место до отказа, в результате чего наблюдается пластичности ..
Робертсон и др.. (2002) провел четыре испытания железобетонных образцах, представляющих соединения 115 мм (4,5 дюйма) толстых плит размером 3000 х 2750 мм (118 х 108 дюймов) с центральными колоннами сторон 250 х 250 мм (10 х 10 в .). Цель заключалась в изучении эффективности трех типов поперечной арматуры: одно-ноги стремена, закрытые стремена, а также племенной поперечной арматуры. Образцы опертой по два коротких ребер. Средней и верхней изгиб отношение усиление в направлении пролетом 0,0042. Три из четырех образцов имели одинаковое количество поперечной арматуры и различаются только по типу поперечной арматуры, а четвертый экземпляр контроля не было поперечной арматуры. Все тесты были подвергнуты сочетание постоянной поперечной силы V (вверх осевое усилие на колонку) в сочетании с несбалансированной момента М. Результаты показали, что три испытания с поперечной арматуры выставлены очень большой пластичностью без перфорации разрушение при сдвиге. Авторы пришли к выводу, что три проверенных видов поперечной арматуры были одинаково эффективными в повышении прочности на сдвиг и пластичности.
Контрольного образца без поперечной арматуры выставлена большая пластичность, после значительного падения в момент потенциала. Авторы называли это штамповка разрушение при сдвиге. Гали и Gayed (2003) утверждал, что основным путем отказа от контрольного образца был прогиб. Максимальное напряжение сдвига, при критическом разделе 0.5d из колонки лица вызвана конечной значения V и M, измеряемые в ходе испытаний было меньше, чем ... фунтов на квадратный дюйм (... МПа), прочность на сдвиг перфорации бетона в отсутствии поперечной арматуры (ACI 318-05). Таким образом, нет спроса на вклад поперечной арматуры на прочность в четыре экземпляра ..
Конечной изгибной потенциала испытанных плит может быть оценена с выходом теории линии. Результат будет верхняя граница фактической нагрузки провал. В соответствии с условиями поддержки, простой схеме линии выход состоит из прямой, параллельной выход для поддерживаемых края и прилегающих к колонке. С помощью этой модели, плита может рассматриваться как простой балки дать поверхностный в конечном итоге момента, которые могут вызвать разрушение при изгибе (табл. 2, столбец (9)). Основным путем отказа от контроля образцов 1С был изгиб, удары сдвиг произошел в средней провал. В таблице 2 приводятся значения средней силы сдвига V наносится на колонку и максимальной несбалансированного момента M ^ ^ к югу тест для всех исследованных образцов. Наблюдается пластичности в три испытания с поперечной арматуры является результатом мобилизовали разрушение при изгибе; вывод об эффективности проверенных видов поперечной арматуры, не могут быть сделаны.
Экспериментальные исследования по изучению эффективности поперечной арматуры дает убедительных результатов, только если тесты предназначены такие, что V ^ е ^ к югу и к югу M ^ ^ е больше, чем к югу V ^ р ^ M ^ или к югу р, соответственно, (более чем на 50 или 60%). Экспериментальные программы, представленные в настоящем документе будут изучать справедливость этого утверждения.
Испытательные образцы
Испытания проводились на полномасштабную интерьера соединения slabcolumn. Каждый образец представляет собой связь 150 мм (6 дюймов) толстые плиты с размерами 1900 мм X1900 (75 х 75 дюймов) с внутренней стороны колонке 250 х 250 мм (10 х 10 дюймов). Колонке торчали 700 мм (27,5 дюйма) с обеих сторон плиты (рис. 6). Бетонное перекрытие изгибных подкрепление 20 мм (0,8 дюйма) и среднее расстояние от крайней волокна сжатия тяжести изгибных укрепление D = 118 мм (4,6 дюйма). Образцы V1, V2, V3 и серии 1 подвергались поперечной силы V, и образцов VM1, VM2 и VM3 серии 2 были подвергнуты сочетание постоянной поперечной силы V (= 140 кН = 0.48V ^ к югу с в ^ [уравнение. (11)]) и переменной несбалансированного момента М. единственная переменная, в каждой серии изгиб Образцы V1 и VM1 получили низкий коэффициент изгиба арматуры, в то время как образцы, V2 и VM2 были обеспечены высокие изгиб отношение подкрепления. Образцы V3 и VM3 был среднего изгиба отношение арматуры; дизайн этих отношений будет рассмотрен далее.
Изгибных укрепление состояло из 10М столбиков, площадь поперечного сечения от 100 мм2 (0,16 in.2) и измеренных текучести, е ^ к югу у = 438 МПа (63,5 KSI [рис. 7]). Расстояния верхнего изгиба баров подкрепление, с ^ к югу х ^ и с ^ у ^ к югу, были выбраны такие, что В серии 1, в нижней барах, расположенных на расстоянии 200 мм (8 дюймов) в х-и у-направлениях. Каждый образец имел две полосы в верхней и нижней, проходящей через колонки; от колонны на изгиб стержней были равномерно. Таблица 3 дает общее количество баров в пределах ширины испытания образцов (1,9 м [75 дюйма]). В серии 2, расстояния нижнего изгиба стержней были такими же, как лучших баров. Таблица 3 дает измеряется прочность на сжатие е '^ с ^ к югу для каждого образца. Прочность бетона целевой е '^ к югу с = 25 МПа (3600 фунтов на квадратный дюйм) ..
ДИЗАЙН сдвига арматуры в испытательных образцов
Шесть испытаны образцы были предоставлены стад усиление сдвига (SSR), удовлетворяющих ASTM 1044, расположены, как показано на рис. 5. Каждый периферической линии, параллельной лица колонке содержится восемь шпильки диаметром 9,5 мм (3 / 8 дюймов) и измеряется текучести е ^ к югу уу = 457 МПа (66,3 KSI). Таким образом, образцы различались лишь изгиб Сумма ССР и расширение зоны сдвига армированных были подобраны таким образом, что отказ штамповки, если таковые имеются, будет происходить на внешней сдвига критической секции в 0.5d от внешних периферической линии шипов, а не на внутренней сдвига критической секции на 0.5d из колонки лицо. Два сдвига критической секции называются индексами, и дюйма Номинальное поперечных сил сила V ^ югу р в а к югу V ^ р ^ и из несбалансированных моментов M ^ югу р ^ и M ^ югу р из ^, рассчитанные формулой. (5) к (15) приведены в таблицах 4 и 5. Они представляют собой номинальную сильные сдвига внутренней и внешней критические секции, в единицу силы для образцов серии 1, или в единицу момент для образцов серии 2.
Следующие данные, использованные в расчетах: п '^ к югу с = 25 МПа (3600 фунтов на квадратный дюйм), е ^ к югу уу = 457 МПа (66,3 КСИ); D = 118 мм (4,65 дюйма); Ду = 570 мм2 (0,88 in.2); M = 0 для серии 1, V = 140 кН (31,5 кип) для серии 2. Геометрические свойства внутренней и внешней сдвига критической секции: Ь о в к югу = 1472 мм (58,0 дюйма); J ^ к югу с ^ в = 3,92 = 184 мм (7,24 дюйма), б ^ о суб из = 3230 мм (127 дюймов), J ^ югу Ц = 47,1 = 514 мм (20,2 дюйма) ..
ДИЗАЙН ИЗГИБАЕМЫХ КОЭФФИЦИЕНТА АСИММЕТРИИ арматуры в испытательных образцов
Изгибающих моментов м и т 'на единицу ширины сляба на податливость верхней или нижней изгиб бары рассчитаны в соответствии с МСА 318-05 и подставить в формулу выхода линии. (3) и (4), чтобы придать значения V ^ югу ^ и M ^ е ^ к югу, включенные в Таблицы 4 и 5, где V ^ е ^ к югу это значение осевой силы на колонке, который производит разрушение при изгибе в образцах серии 1; M ^ ^ е югу это значение несбалансированным момент, что, в сочетании с осевой силы V = 140 кН (31,5 кип) на колонке, производит разрушение при изгибе в образцах серии 2. Видно, что для образцов V2, V ^ югу е = 1,7 ^ ^ р к югу. Кроме того, для образцов VM2, M ^ югу е = 1,7 M ^ югу р. Таким образом, в этих двух образцов, изгиб укрепление отношений были рассмотрены достаточно высока, чтобы ожидать, что провал будет пробивать, до разработки моделей разрушения урожая.
Кроме того, образцы V1 и VM1 с низкой изгибной укрепление отношений, как ожидается, закончится неудачей, изгиб, так как V ^ ^ е югу
Замечания по номинальной УРАВНЕНИЯ Прочность на сдвиг
Уравнений для номинальной прочности на сдвиг перфорации в кодексах или в докладах комитетов в основном эмпирической основе экспериментов. Номинальная сила вычисленные по этим уравнениям, как правило, консервативное, то есть ниже, чем контрольных значений. Таким образом, предполагалось, что, когда невозможность является штамповка, нагрузку V ^ ^ к югу испытаний или M ^ ^ к югу испытания будут выше, чем к югу V ^ р ^ M ^ или к югу р рассчитывается по формуле. (5) к (15), в соответствии с МСА 318-05 дополнить МСА 421.1R-99 (таблицы 4 и 5).
Уравнений ACI 318-05 и МСА 421.1R-99 для номинальной прочности на сдвиг не включают изгиб В некоторых кодексах (например, Еврокод 2: BS EN 1992-1-1:2004) считают, что номинальная сила сдвига пропорционально Считается, что в том числе По этой причине и для простоты изложения, только уравнений ACI 318-05 дополнить уравнением. (14) из ACI 421.1R-99 используются.
ПРОЦЕДУРА ИСПЫТАНИЯ
Образцов были проведены с плиты в вертикальном положении в тестировании раме (рис. 8). Плита просто поддерживается на неопреновые подушки на обоих плиты лица по четырем краям такие, что смещения ребер в направлении и в противоположном направлении применения силы сдвига V были сдержанны. Горизонтальных колебаний был использован для применения силы сдвига на колонке. Два вертикальных приводов при колонке концов применил боковых смещений Соответствующие силы были измерены с грузом клеток при приводов; среднем две силы P был использован при расчете несбалансированного момента.
В серии 1, образцы подвергались поперечной силы V, которое было применено к колонне в перемещения контролируемых режиме. В серии 2, образцы были подвергнуты, в loadcontrolled режиме, поперечная сила постепенно увеличивая и удерживается в постоянном при V = 140 кН (31,5 кип). Затем, равные и противоположные смещения
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
Серия 1
Значения V ^ ^ к югу испытаний и режимы отказов по сравнению с прогнозами в таблице 4; записанной факторы пластичности также приведены. Рисунок 9 приведены графики осевое усилие V в столбце против осевого смещения D.
Образцы V1 не удалось по изгиба на V ^ ^ тест югу = 329 кН (74,0 кип), обладающий пластичностью фактором Потому что ход привода достиг своего предела, то испытание было прекращено до капли, чтобы V ^ питанием 0.8В югу тест ^. Предсказал и фактических видов отказов были изгиб, значение V ^ югу е = 257 кН (57,8 кип), рассчитываемый по доходности теории линий недооценивать разрушающая нагрузка, что может быть отчасти потому, что изгиб нижней баров и упрочнения были игнорируется в расчет. Неспособность изгиба не последовал второй неспособность штамповки, поскольку проверка была прекращена. Деформаций, измеренных на изгиб укрепления составляли от 0,001 до 0,11, что указывает, что уступки были превышены в несколько баров. Максимальное напряжение составляет 0,11 соответствует максимальной напряжение 693 МПа (100 KSI) (рис. 7). Это показывает, что упрочнения является одной из причин, по которым измеряется разрушающая нагрузка превышала значение, рассчитанное по теории выхода линии.
Образцов V2 удалось путем пробивать на внешней критический раздел V ^ ^ тест югу = 438 кН (98,5 кип). Прогноз набирает на внешней критический раздел из Vp = 317 кН (71,3 кип). Vtest достиг 83% от V ^ югу Д (= 527 кН [118 кип]), что будет производить модель разрушения урожая (табл. 4). Таким образом, уступая изгибных подкрепление не в полной мере развиваться, это является причиной, почему
Режим отказа V3 образца представляет собой сочетание изгибных и штамповка мод на V ^ ^ тест югу = 365 кН (82,1 кип) и Разрушающая нагрузка была близка к югу V ^ ^ е (= 345 кН [77,6 кип]) о том, что существенные уступая изгибных усиление должно иметь место. Тем не менее, V ^ ^ к югу тест также превысил Vp из (= 317 кН [71,3 кип]) о том, что имеет решающее значение штамповки на внешней критической секции, до появления больших D. Этим объясняется относительно небольшое пластичности фактор.
Ни один из трех образцов в серии 1 не по перфорации в зоне сдвига армированных и деформаций, измеренных на шпильки были значительно ниже доходности. Картина срез через V2 образцов на одной прямой, прилегающих и параллельных столбца лица (рис. 10) показывает, сдвиговая трещина провал за сдвига армированных зоны. Мелких трещин, однако, можно было видеть в непосредственной близости от столбца в shearreinforced зоны; поперечной арматуры предотвратить расширение трещин и сохранить низкие напряжения в шипами. Тот факт, что шпильки не выход свидетельством того, что наблюдаемая пластичность образцов можно отнести к уступая изгиба арматуры.
Образцы AB1 из Мохтар и др.. (1985), без поперечной арматуры и изгиб отношение Образцы AB1 имел те же конкретные размеры и была протестирована и поддерживается на одном кадре тестирования, используемых в серии 1. Прочности бетона е '^ к югу с = 36 МПа (5220 фунтов на квадратный дюйм), V ^ югу тест = 408 кН (91,7 кип), а также отказов был хрупкого штамповки на участке недалеко от колонны. Средняя прочность бетона из трех образцов серии 1 был е '^ к югу с = 27,2 МПа (3940 фунтов на квадратный дюйм). Для сравнения, разрушающая нагрузка в контрольном образце корректируется в зависимости от корня квадратного из бетона
...
Это значение превышает V ^ ^ к югу испытания образцов V1. Отсюда и из предыдущего пункта, то можно утверждать, что поперечной арматуры с образцами V1 не способствует прочности и не является причиной наблюдаемого пластичности.
Провал образцов V2, которые имели место за пределами зоны сдвига армированных выставлены некоторые пластичности ( . Поперечной арматуры увеличилась сила, задерживая тем самым провал, расширяя урожайность и вызывает наблюдаемое пластичности. Таким образом, эффективность поперечной арматуры в обеспечении прочности и пластичности продемонстрировали образцы V2. Следует отметить, что поперечной арматуры с образцами V2 привели в V ^ ^ тест югу = 1.5V югу ^ с в ^, то есть в полтора раза номинальной прочности на сдвиг в соответствии с МСА 318-05 (уравнение (11) ).
Разрушающая нагрузка в V3 образцов выставлены некоторые пластичности ( Таким образом, V3 образцов показали, что поперечной арматуры улучшить пластичность, но не увеличить прочность.
Серия испытаний 1 показали, что для оценки эффективности поперечной арматуры в обеспечении прочности и пластичности, испытательные образцы должны иметь изгиб укрепление достаточно высокой, такой, что V ^ югу е ^> V ^ югу р; образцов V2 показал, что достаточно чтобы V ^ югу е = 1,7 ^ к югу р.
Серия 2
Графики на рис. 11 представляют собой несбалансированный M момента от дрейфа отношение DR для образцов VM1, VM2 и VM3. Пластичности факторы представлены в таблице 5 ( о приводы достигли своего предела. Штаммов, измеренных на шпильки показали не уступая поперечной арматуры. , Приведенных в таблице 5 представляют M ^ югу тест = Pl V (0.5 л) DR ^ ^ к югу испытания на максимальной несбалансированного момента, второй член в этом уравнении является учитывать тот факт, что в связи с тем, сила V было эксцентриситет равен (0.5 л) DR ^ ^ тест югу.
Образцы VM1 удалось при изгибе на M ^ ^ тест югу = 105 кН-м (929 кип в.), Без указания пробивая в ходе испытания. Рассмотрение сократить сечение линии прилегающих параллельно колонке подтвердил, что нет пробивая провал. Расчет м и т 'была основана на предположении, что в любом разделе плиты, изгиб укрепления существовали только на верхней или нижней, считая, что плиты имеют равный значения м и м и результата (по формуле. (4)) в стоимости предсказал провал нагрузки, превышающей M ^ югу F = 87 кН-м (769 кип в.), ближе к югу M ^ испытаний = 105 кН-м (929 кип в.). Наличие поперечной арматуры с образцами VM1 не влияет на пластичность, она не влияет на прочность, как это обсуждается в следующем.
Образцы VM2 удалось путем штамповки на внешней сдвига критической секции (рис. 10) на M ^ ^ тест югу = 139 кН-м (1230 койка в.), Это значение ниже, чем к югу M ^ F = 179 кН-м (1584 койка в.), которая разработала бы картина разрушения урожая. Уступая части изгиб укрепление объясняет наблюдаемые пластичности. Максимальное напряжение сдвига во внешней критической секции в связи с тем был 0,197 ... МПа (2,36 ... фунтов на квадратный дюйм). Эта величина не намного больше, чем значение допускается ACI 318-05 (0,167 ... МПа [2 фунтов на квадратный дюйм ...]).
Неспособность режима VM3 образца не ясна. M ^ югу тест = 129 кН-м (1141 койка в.) Был очень близок к югу M ^ F = 124 кН-м (1097 койка в.) Предсказывает выход теории линии и не намного выше, чем M ^ югу р из = 107 кН-м (947 кип в.). Сократить сечение параллельной линии и прилегающих к колонне показали трещины пробивая провал за сдвига армированных зоны. Это было не ясно, однако, будь то основной провал был изгиб или штамповки. M ^ ^ к югу тест был очень близок к югу M ^ ^ е, указывая, что картина разрушения доходность была разработана, чем и объясняется наблюдаемое пластичности (
Образцы 1 из Elgabry и Гали (1987), не имея поперечной арматуры, может служить в качестве контрольного образца для серии 2. Верхний и нижний изгиб отношения подкреплением 0,013 и 0,0045 соответственно. Размеры контрольного образца и испытания кадра были такими же, как и в серии 2. Прочности бетона е '^ к югу с = 35 МПа (5076 фунтов на квадратный дюйм), D = 116 мм (4,57 дюйма), отказов было хрупким штамповки, прилегающих к колонке на V = 150 кН (33,7 кип) в сочетании с M ^ Sub Test = 130 кН-м (1150 койка в.). Соответствующее напряжение сдвига максимума сдвига критической секции в 0.5d из колонки
... (16)
...
с V = 140 кН (31,5 кип) и значения M ^ ^ к югу испытания в таблице 5, V ^ и ^ к югу испытание = 0,56 ..., 0,69 ... И 0,64 ... МПа (6,7 ..., 8,3 ... и 7,7 ... фунтов на квадратный дюйм) образцами VM1, VM2 и VM3, соответственно. Наличие поперечной арматуры с образцами VM1 не вызывать его к югу V ^ ^ U испытаний значения более, что в контрольном образце. Значения V ^ и ^ к югу испытания образцов VM2 и VM3 были больше, чем максимальное напряжение в контрольном образце. Таким образом, поперечной арматуры могут быть зачислены в результате чего численность этих высших ценностей, задержка неудачи и повышение уровня изгибных баров на уступки, тем самым увеличивая пластичность. Увеличение численности, однако, был еще более очевидной в VM2 образцов с высокой изгибной отношение усиление по сравнению с VM3 образца. Из предыдущего обсуждения, можно сделать вывод, что наличие поперечной арматуры, не влияет на прочность и пластичность образцов VM1.
ВЫВОДЫ
Испытательные образцы для изучения эффективности сдвига подкрепление в обеспечении прочности и пластичности должна иметь изгиб укрепление отношений достаточно высока, что нагрузка, которая развивается картина разрушения доходность намного выше нагрузка, которая производит штамповки провал. Выход линии теории является эффективным инструментом для прогнозирования нагрузки на изгиб провал. ACI 318-05 могут быть использованы для прогнозирования нагрузки пробивая провал. Серии испытаний показывают, что достаточно, чтобы нагрузка на изгиб отказ превышает нагрузку пробивая провал на 70%.
Авторы
Это исследование финансировалось за счет субсидии из естествознания и техники Научно-исследовательского совета Канады. Шпилька усиление сдвига была подарена Декон Канады, которая является весьма признателен.
Нотация
^ К югу с = площадь поперечного сечения изгибаемых укрепление
^ V югу = площадь поперечного сечения вертикальной поперечной арматуры на один периферической линии, параллельной колонки по периметру
Ь к югу 0 = периметр сдвига критической секции
с = площадь размер столбца
D = осевого перемещения колонны
DR = коэффициент дрейфа
D = среднее расстояние от крайней волокна сжатия центроиды напряженности подкрепления работает в двух ортогональных направлениях
е '^ с ^ к югу = заданная (или измерения) сжатие прочность бетона
F ^ югу у = указано (или измерить) текучести изгиб укрепление
F ^ югу уу = указано (или измерить) текучести поперечной арматуры
J ^ к югу с = собственности предполагается критической секции аналогичный полярный момент инерции
л ^ к югу х ^, л ^ к югу у = прогнозы сдвига критической секции по основным центроидальный х или оси у
M = несбалансированного момента
т, т '= изгибающий момент на единицу ширины сляба на податливость верхней или нижней укрепление
P = боковое усилие по столбцу
S = расстояние между периферийными линии поперечной арматуры
V = осевое усилие по столбцу
V ^ к югу с = номинальное усилие сдвига, который производит неспособность пробивая в критический раздел 0.5d из колонки лицом при отсутствии поперечной арматуры предсказал уравнениями ACI 318-05
V ^ к югу с ^ = номинальный предел прочности на сдвиг (в единицах напряжения), предоставляемой при отсутствии конкретных поперечной арматуры
V ^ к югу сз = номинальной прочности на сдвиг (в единицах напряжения), предоставляемой при наличии конкретных поперечной арматуры
V ^ к югу ы = номинальной прочности на сдвиг (в единицах напряжения), предоставленных поперечной арматуры
V ^ к югу и ^ = максимальное касательное напряжение
Условные обозначения:
F = неспособность изгиба
In, Out = внутреннее сдвига критической секции в 0.5d из колонки, или внешнего сдвига критической секции в 0.5d от внешних периферической линии поперечной арматуры
р = неспособность штамповки
испытание = значение параметра, полученные в тест, в отличие от прогнозируемого значения
u80 = силы после неудач и потерь в размере 20% от предельных
у = номинальная доходность, определяемая на рис. 2
Ссылки
ACI Комитет 318, 2005, "Строительный кодекс Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 430 с.
ACI Комитет 421, 1999, "поперечной арматуры для плит (ACI 421.1R-99)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 15 с.
ASTM 1044 / 1044M-05, 2005, "Стандартные спецификации для стальной Стад Ассамблей для Shear армирования железобетонных конструкций", ASTM International, Запад Коншохокен, Пенсильвания, 5 с.
Биркл Г., Gayed, RB, 2006, дискуссии на тему "Альтернативные поперечной арматуры железобетонных плоских плит", К. Pilakoutas и Х. Ли, журнал строительной техники, ASCE, В. 132, № 1, январь ., с. 167-168.
BS EN-1992-1-1:2004, 2004, "Еврокод 2: Проектирование железобетонных конструкций-Часть 11: Общие правила и правила для зданий", Британский институт стандартов, 225 с.
Elgabry А., Гали, А., 1987, "Испытания на бетонной плите-Column Связи с Стад-поперечной арматуры, подвергнутого Shear-Момент передачи", ACI Структурные Journal, В. 84, № 5, сентябрь-октябрь ., с. 433-442.
Gesund, H., и Голи, HB, 1979, "Предельные Анализ FlatSlab Здания и сооружения для боковым нагрузкам, журнал структурного подразделения, ASCE, V. 105, № ST11, ноябрь, с. 2187-2202.
Гали, A.; Невилл, AM; и Браун, Т., 2003, структурного анализа: классические и единой матричный подход, 5th Edition, E
Гали, А., Gayed Р., 2002, обсуждение "Циклические испытания плит-Column Соединения с поперечной арматуры" И. Н. Робертсон, Т. Каваи, Дж. Ли, Б. Эномото, ACI Структурные Journal, В. 100, № 4, июль-август, с. 541-543.
Йохансен, KW, 1962, YieldLine теория, цемента и бетона Ассоциации, Лондон, 181 с.
Мохтар, A.; Гали, А. и Дилгер, W., 1985, "Стад поперечной арматуры для плоских бетонных плит," ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 82, № 5, сентябрь-октябрь, с. 676 - 683.
Пан, А. Д., а также Мол, ДП, 1989, "Поперечная пластичность перемещения железобетонных плоских пластин", ACI Структурные Journal, В. 86, № 3, май-июнь, с. 250-258.
Pilakoutas, К., и Ли, К., 2003, "Альтернативные Укрепление Shear для железобетонных плоских плит," Журнал строительной техники, ASCE, В. 129, № 9, сентябрь, с. 1164-1172.
Робертсон, В; Каваи, T.; Ли, J.; и Эномото, B., 2002, "Циклические испытания плит-Column Соединения с поперечной арматуры", ACI Структурные Journal, В. 99, № 5, сентябрь - октябрь, с. 605-613.
Тимм Штейн работает на Stantec Консалтинг в Калгари, Альберта, Канада, и MSc студентов в Департамент строительства, Университет Калгари, Калгари, Альберта, Канада. Он получил Dipl.Ing. Инженер-строитель из Университета Аахена, Аахен, Германия, в 2004 году. Его исследовательские интересы включают структурного анализа и проектирования и обслуживания железобетонных конструкций.
Амин Гали ВВСКИ, является почетным профессором в Университете Калгари, факультет гражданского строительства. Он является членом комитета ACI 435, прогиб бетонных строительных конструкций и совместной ACI-ASCE комитетов 343, железобетонный мост Дизайн и 421, Проектирование железобетонных плит.
Уолтер Дилгер, ВВСКИ, является почетным профессором в Университете Калгари, факультет гражданского строительства. Он является членом комитета ACI 209, ползучести и усадки в бетоне и совместной ACI-ASCE Комитет 445, сдвига и кручения. Его исследовательские интересы включают усиленный и предварительно напряженного бетона.
Полный-Scale циклических Боковые Test Load железобетонных Пир-Column
Панели для перфорации сопротивление высокопрочного бетона
Прочность Моделирование железобетонных стен-экспериментальной проверки
Оценка прочности кабального-In или после установленном Укрепление
Механические свойства бетона полиэстер Полимерные использование переработанных полиэтилентерефталат
Прочность сборного эпоксидным покрытием Укрепление
Прочность на сдвиг из волокнита железобетонных балок без поперечной арматуры
Сжатие полевой Моделирование фибробетона участников в соответствии с Shear Загрузка
История перемещения Последствия Дрифт Пропускная способность железобетонных колонн