Shear Поведение железобетонных балок с переменной толщиной Сиде Бетонные крышки
Исследование было проведено с целью изучения вопроса о воздействии увеличения толщины конкретные боковую крышку на поведение железобетонных балок испытания на сдвиг. Семь результатов сообщаются. Толщина конкретные боковую крышку от 5 до 75 мм (0,2 дюйма против 3 дюймов) для пучков с целевой прочности бетона в 25 МПа (3600 фунтов на квадратный дюйм), а также от 25 до 75 мм (1 на 3 дюйма) для пучков с целевой прочности бетона в 40 МПа (5800 фунтов на квадратный дюйм). Балки были усилены в продольном и поперечном направлениях. Образцов с 75 мм (3 дюйма) боковую крышку разработала резкое увеличение диагональные трещины шириной от растрескивания и показал менее благоприятный поведения. По оценкам служба подчеркивает, однако, все образцы, так и при без трещин или разработаны трещины шириной меньше 0,3 мм, предложил (0,012 дюйма) предел. Откола, которая наблюдалась в образцах с большим охватывает около конечной условиях, но был ограничен по углам участка, оставляя значительную часть крышки на вертикальной стороне без изменений. ACI метод сдвига и общий метод при условии консервативной оценки силы ..
Ключевые слова: балки; строительных норм и правил; покрова; растрескиванию; сдвига; стремена, силы, кручения.
ВВЕДЕНИЕ
Относительно большая толщина слоя бетона необходимо для защиты стальной арматуры от угроз коррозии и огня. ACI 318-02,1 Раздел 7.7, бетона Защита для армирования, требует минимальным покрытием 50 мм (2 дюйма) для больших арматуры в бетоне подвергаются земли или погодных условий. Код также требует 75 мм (3 дюйма) покрытия, если бетон, поданных против и постоянно подвергаются на землю, и требует увеличения объема защиты за пределы этого уровня для бетона в агрессивных средах или в других тяжелых условиях воздействия.
Увеличение толщины влияет на поведение разделы подвергнуты сдвига и / или кручение. Это повышает потенциал скалывания бетона вблизи конечной conditions.2-5 последствия этого увеличения в условиях обслуживания (трещины и характер), не были тщательно расследованы.
На рисунке 1 показана балки при поперечной силы. Эта сила сопротивления по диагонали сжимающих напряжений, что изменение направления вблизи углов. Это создает растягивающие напряжения в направлении, перпендикулярном к направлению сжимающих напряжений, как показано в углу участка. Если растягивающие напряжения превышают сопротивление бетона, расщепление будет проходить, в результате чего в отслаивание покрытия и снижение эффективной конкретные сечения. Откола обычно происходит вдоль плоскости слабости, вызванной наличием в стременах. Эти стремена, следовательно, стали подвергаться окружающей среды без необходимой защиты бетона. Аналогичное явление имеет место в секции подвергаются torsion.2, 4,5
Экспериментальных данных по скалывания бетона ограничен. В 1974 году Митчелл и Collins2 испытания двух образцов, PT5 и PT6, при чистом кручении. Образцы PT5, по существу, без покрытия, в то время как образца PT6 было 44,5 мм (1,75 дюйма) корки до осевой стремена, давая 40 мм (1,57 дюйма) ясно покрова. Стальной клетке была одинаковой образцов, но внешние размеры этих квадратных секции 356 и 432 мм (14 и 17 дюйма), соответственно. Образцы PT5 сопротивление конечной крутящий момент в 65,2 кН · м (577 кип · дюйма). Образцы PT6 страдал от тяжелой выкрашивание примерно этот уровень крутящего момента и не сопротивлялся более высокой нагрузки. Большие трещины шириной наблюдались образца с большей покрова после податливость поперечного армирования. Эксперименты показали, что сравнительно крупных бетонных охватывает увеличить потенциал отслаивание и, следовательно, не увеличивают кручение потенциала.
Кроме того, в 1974 году, Arbesman3 испытания образца пучком при сдвиге. Пучок имел два испытания регионов, SA3 и SA4-один без четкого покрытия, а другой с 40 мм (1,57 дюйма) ясно покрова на вертикальных сторон. Внешние размеры конкретных были подобны в этих двух регионах, и испытанию на стальную клетку, размеры были сокращены для размещения изменения толщины покрытия. Регион с большим покрытия страдает от отслаивания и сопротивление 26% меньше нагрузки, чем с нуля покрова. Следует отметить, что испытания Регион SA3 был испытан первый, и, следовательно испытаний Регион SA4 был precracked, когда она была испытана.
В 1989 году Nagataki др. al.4 тестировали поведение крутильных из трех образцов-C1, C2 и C3-что, что конкретно включает в осевой стремена 5, 30 и 55 мм (0,2, 1,18 и 2,16 дюйма ), соответственно. Тяжелая отслаивание и больше ширины трещины наблюдаются в образце с 55 мм (2,16 дюйма) бетона (50 мм [2 дюйма] ясно покрытия) возле конечной условиях. Крекинга картины в конкретных внутри стремена клетке C3 образца после откола была близка к образцами C1. Подробная информация о результатах на работоспособность условия были не сообщается.
В 1995 году Rahal и Collins5 испытания семь образцов для изучения влияния слоя бетона от взаимодействия сдвига-кручения. Аналогичные клетки стали образцы были либо 22,5 или 42,5 мм (0,89 или 1,67 дюйма) толщина покрытия ясно, и внешние размеры были 300 х 600 мм (11,8 х 23,6 дюйма) и 340 х 640 мм (13,4 х 25,2 в .) соответственно. Эксперименты показали, что в соответствии с преобладающим сдвига или преобладающим кручении образцов с малым охватывает и те, с большими конкретные охватывает не удалось примерно на том же уровне нагрузки. Они также показали, нет значительного увеличения трещины шириной с увеличением бетона.
В связи с ограниченным количеством экспериментальных результатов, особенно в разделах подвергается сдвигу, 3,5-прежнему существует недостаточное понимание влияния больших бетона на поведение в целом и трещины на служебной нагрузки, в частности. Кроме того, 75 мм (3 дюйма) конкретные охватывает не являются редкостью в суровых условиях воздействия и их последствия до сих пор не исследованы.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Относительно большая толщина слоя бетона используется для защиты стальной арматуры в пучках с угрозами от коррозии и огня. Чем больше покрытия влияет на поведение сдвига на конечной и условий эксплуатации. Экспериментальные данные, необходимые для обеспечения того, чтобы отслаивание и чрезмерной ширины трещины не возникают в ходе служебной нагрузки и отслаивание не уменьшает конечной мощностью ниже код расчетных значений. В настоящем документе представлены результаты экспериментальных исследований воздействия переменной толщины бетонного покрытия на сторону сдвига поведения железобетонных балок. Расчеты ACI code1 метода и общий метод AASHTO-LRFD Specifications6 и канадских Строительство code7 сравниваются с наблюдаемыми предел прочности испытанных образцов.
Экспериментальная программа
Экспериментальная программа состояла из четырех балок (семь регионов тест), каждый испытания в четыре точки загрузки договоренности. Рисунок 2 показывает, на испытательной установке и дает некоторые детали образцов. Более подробная информация также приводится в таблице 1.
Подробная информация о пакете образцов
Семь испытаний были разделены на серии I и II, состоящий из четырех и трех регионов тест, соответственно. Разница между тестовой регионов из этой же серии является толщина бетона сторону, а разница между тестовой регионах серии I и II была направлена на достижение конкретных сил, которая была 25 и 40 МПа (3600 и 5800 фунтов на квадратный дюйм), соответственно. Назначение испытаний регионе отражает его свойства. Например, в S3-25-75, S3 для образца № 3, 25 является объектом прочности при сжатии в МПа, а также 75-толщина бетона в мм.
Первый образец был отлит 25 МПа использованием бетона и имеет четкий покрытия около 5 мм (0,2 дюйма) по вертикали стремена. Каждый из оставшихся трех образцов два регионах испытания, литые с использованием двух различных бетонных смесей. Боковую крышку, в этих трех образцов 25, 50 и 75 мм (1, 2 и 3 дюйма). Верхняя и нижняя крышка 40 мм (1,57 дюйма) во всех образцах, и не изменяется для поддержания постоянного значения эффективной глубины D. Связующим звеном между двумя конкретными материалов в образцах вблизи середине пролета, как показано на рис. 2.
Все образцы пучка 400 мм (15,75 дюйма) и глубокий 3 м (9 футов 10 дюймов), а также прошли испытания на сдвиг пролетного todepth отношение A / D = 3. Пучков была аналогичной арматуры в продольном и поперечном направлении, а также внешние размеры стальной клетке были 200 х 320 мм (7,87 х 12,6 дюйма), как показано на рис. 2. Продольной арматуры, состоял из четырех [прямой фи] 25 баров в растянутой зоне и два [прямой фи] 14 в зоне сжатия. Поперечной арматуры состояла замкнутых [прямо фи] 8 стремена расположенных на расстоянии 170 мм (6,7 дюйма) центров, которая равна половине эффективной глубины.
Материалы
Бетон-Normal портланд цемент был использован вместе с природного песка и две в равных пропорциях 1 / 2 и 3 / 8 дюйма (12,5 и 9,5 мм), грубая агрегатов. Чтобы получить мера прочности на сжатие бетона, стандартные 152 х 305 мм (6 х 12 дюймов) цилиндров были отлиты из бетона, используемые в образцах. Эти образцы были вылечены в тех же условиях, как лучи, и были протестированы в тот же день тестирования пучков. В таблице 1 показаны экспериментальные значения прочность бетона образцов. Численность целевой сжатие было достигнуто в пределах приемлемого терпимости.
Арматурная сталь-2 приведены свойства арматуры используются.
Луч подготовки
Четырнадцать датчики деформации, были прикреплены к поперечной стали и три датчики продольной стали. Рисунок 2 показывает расположение датчиков деформации. Концы продольных балок, стремились обеспечить лучшее развитие баров за поддержку. Конкретные был помещен в деревянную форму, а затем уплотненного использованием механических вибраторов. Пучка и контроля цилиндров лечится мокрой гессиана. Отверждения остановил 2 до 3 дней до начала испытания, чтобы на покраску и размещение пучка на погрузке рамы.
Рисунок 2 показывает, погрузки и поддержки расположения образцов. Нагрузка применяться с использованием гидравлического домкрата на разбрасыватель пучка, давая две равные нагрузки 400 мм (15,75 дюйма) друг от друга. Четыре 160 х 360 х 25 мм (6,3 х 14,2 х 1 дюйм) стальные пластины были использованы при погрузке и поддержки местах. Один поддержки место было удерживаться от движения в продольном направлении использования штыревые поддержку, а остальные пластины были предоставлены роликовых поддерживает для свободного удлинения пучка в продольном направлении.
Методика проверки
Общая нагрузка P был применен с шагом в 50 кН на ранних стадиях загрузки. Шагом было сокращено с 10 до 25 кН на более поздних стадиях у конечные условия. Увеличение нагрузки в каждом этапе нагрузки занимает около 1 до 2 минут. Тестирование обеих сторон пучка продолжалась около 7 часов в среднем. После каждого этапа нагрузки, нагрузки на постоянном примерно от 5 до 10 минут, чтобы маркировка трещин и измерения их ширины, фотографирование балки, записи показаний тензометрических и проверки сколов.
Три пучка имеют различные прочности бетона по обе стороны от приложенной нагрузки, как показано на рис. 2. После достижения предела прочности слабые стороны образца (с более слабой стороны прочности бетона), груз был освобожден. Внешние стременах и верхней и нижней пластин стали, были использованы для укрепления поврежденной половине пучка. Тогда луч был загружен на провал сильная сторона (с более высоким прочности бетона). Таким образом, можно было получить шесть результатов испытаний трех из четырех лучей, что в общей сложности семь результаты тестов. 400 мм изгиб области между двумя нагрузках считается достаточным, чтобы свести к минимуму влияние различных прочности бетона в другой половине образца. Этот эффект считается минимальной, особенно в относительно значительных изменений, возникающих в сдвиговых испытаний. Аналогичная договоренность была успешно использована в других studies.8, 9
Откола, как правило, по инициативе разделения бетона из бетона только в закрытой стремена. Первоначальный откола не всегда сопровождается кусками бетона падает. Таким образом, разделение было проверено стучать на поверхность бетона с стальным молотком и прислушиваясь к звуку. Глухо указано, что разделение произошло.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Все пучков неудачу в сдвига и деформации датчиков, наклеенных на укрепление показал уступая в поперечном стали только. Конечная наблюдается сдвиг потенциала V ^ ^ ехр к югу от испытуемых балок приведены в таблице 1. Эти значения учитывать относительно небольшой поперечной силы из-за собственный вес балки, принятых по центру провала трещины. Это место считается в разделе находится к югу D ^ V ^ от лица пластина в соответствии с рекомендацией AASHTOLRFD6 для размещения среднем через минуту неудачи трещины. Термин г ^ к югу V ^ является эффективная глубина сдвига в разделе, взятые в 0,9 В таблице 1 также приведены значения поперечной силы, что вызвало первые диагональных трещин V ^ о ^ к югу. Из-за обычной неопределенности в обнаружении развития первого диагональные трещины, 10 V ^ о ^ к югу значений, приведенных в таблице 1 не включают в себя эффект selfweight образцов.
Таблица 1 показывает, что больше конкретных сечения трещины на высокую нагрузку V ^ ^ сг к югу. Крекинга V напряжения сдвига ^ о ^ к югу, однако, как представляется, не пострадавших от толщины бетона.
Откола и трещины моделей
На рисунке 3 показана окончательные условия на четыре 25 МПа (3600 фунтов на квадратный дюйм) конкретных образцов покрытия толщиной 5, 25, 50 и 75 мм (0,2, 1, 2 и 3 дюйма). Обращается моделей в тесте регионов, которые были на правой стороне образцов отразились вдоль вертикальной оси симметрии пучка улучшения восприятия фигуры. Крекинга картина во всех четырех образцов был характерен для данного типа испытания проводились. Прочность трещины появились в нижней части лица образцов. При больших нагрузках, изгиб трещины в зоне сдвига превратился изгиб сдвига трещины в наклонном направлении. Рисунок 3 показывает также, что относительно большое число диагональные трещины развивались.
Тензодатчиков при стремена образца S1-25-05 (5 мм стороне обложки) показали признаки уступая в общей нагрузки P от 320 кН (71,9 KIPS). Этот образец не страдают от отслаивания, как показано на рис. 3, но вблизи конечной условиях очень ограниченной площади покрытия за стремена упал.
Образца S1-25-25 была 25 мм (1 дюйм) четкое покрытия стороне и не страдает от отслаивания. Этот образец сопротивление общей нагрузкой 385 кН (86,6 KIPS), когда груз не может быть увеличен после нагрузки этапе было принято на такую нагрузку. 3 приведены также меньшее количество диагональные трещины в 25 мм (1 дюйм) боковую крышку образца по сравнению с 5 мм (0,2 дюйма) образца боковую крышку. Образца S1-25-50, который 50 мм (2 дюйма) Прозрачная крышка стороны, не страдают от сколов. Его поведение было, в общем, сопоставимо с образцами S1-25-25.
Стремена в S1-25-75 показали признаки уступая при Р = 440 кН (98,9 KIPS) и сопротивление предельной нагрузки P = 485 кН (109,0 KIPS). Этот образец был самый большой покров (75 мм [3 дюйма]), и пострадал от отслаивания в районах вблизи нижней части отказа диагональные трещины, как показано на рис. 3 и 4. Это отслаивание наблюдалась при конечной условия были достигнуты. Никаких признаков отслаивания были обнаружены (по стучать на поверхности бетона) на этапе нагрузки, принятых на 97% (P = 470 кН [105,7 KIPS]) предельной нагрузки. Повреждения в нижней части трещины скалывания бетона за стремена, в то время как у верхнего конца трещины была ограничена в ширину, с более широкими откола вблизи поверхности по сравнению с около стремена. В нижней части разреза, глубина откола достигли стали возле углов. Значительные откола пострадавших ниже 40% от высоты секции, но сократились в распространение в высших сферах, как показано на рис. 3 и 4. Ширина в нижней части пучка, пострадавших в результате тяжелых сколов.
5 показаны окончательные условия двух из 40 МПа (5800 фунтов на квадратный дюйм) образцов с крышкой толщиной 25 и 75 мм (1 и 3 дюйма). Фото на заключительном этапе нагрузки образца с 50 мм (2 дюйма) боковую крышку были недоступны из-за технических трудностей, и, следовательно, растрескивание картины на 92% (P = 475 кН [106,8 KIPS]) потенциала показано на рисунке. Крекинга картина в этой серии тестов аналогичны 25 МПа (3600 фунтов на квадратный дюйм) серии испытаний.
Стремена с образцами S2-40-25 показали признаки уступая при Р = 330 кН (74,2 KIPS), а бетона остались нетронутыми. Рядом с конечной условиях, этот экземпляр страдал от ограниченного откола вблизи нижней части отказа диагональные трещины вблизи поддержки. Крышку на нижней части раздела не в полной мере откола, и глубина откола через вертикальные стороны разделе резко сократилось по высоте. Сравнение образцов S2-25-25 и S2-40-25, который 25 мм (1 дюйм) покрытия, то было отмечено, что чем сильнее конкретных сопротивление на 33% выше нагрузки, но страдает от сколов.
Стремена с образцами S3-40-50 уступил P = 500 кН (112,4 KIPS). Откола наблюдалось вблизи нижней части отказа диагональные трещины вблизи поддержки, когда мощность была достигнута при Р = 519 кН (116,7 KIPS). Интенсивность откола был сопоставим с образцами S2-40-25, но не показано на рис. 5, как уже упоминалось ранее.
Образцы S4-40-75 показали признаки уступая в стремена при Р = 510 кН (97% от конечной мощности) и страдал от отслаивания в конечной условиями вблизи нижней части отказа диагональные трещины вблизи поддержки. Это отслаивание, однако, было не столь сильным, чем в образцах S4-25-75. Крышку для усиления в нижней части пучка не в полной мере откола, и глубина откола по ширине секции резко сократилось по высоте в разделе аналогичные образца S2-40-25. Сравнение образцов S4-25-75 и S4-40-75 (оба с 75 мм [3 дюйма] стороне обложки), было отмечено, что чем сильнее конкретных сопротивлялся только 8% больше груза. По аналогии с наблюдаемой картины на рис. 3, количество диагональные трещины уменьшается, когда толщина бетона увеличился.
Рисунок 3 до 5 показывают, что откола наблюдалось вблизи конечной условия образцов с большей бетона. Откола в члены подвергаются сдвига (и изгиб) сосредоточена вблизи углов сечения, в результате чего центральной и верхней частей в значительной степени неизменным. Аналогичная тенденция наблюдалась в трещины картина испытание на сдвиг RC2-2 сообщили Rahal Collins5 и, несмотря на разницу в тестовой системе. Выкрашивание наблюдается у образца Arbesman, 3 SA4, также был более острый характер вблизи углов. Это в отличие от кручения, где было отмечено, что статьи на чистый torsion2, 4 или преобладающим torsion5 страдает от отслаивания в крышке по всему разделу, а не только вблизи углов.
Crack ширины
Рис 6 () показывает напряжение сдвига по сравнению с диагональными ширина трещины для образцов серии I на разных этапах загрузки. Чтения с обеих сторон образца S1-25-05 были приняты и приведены на рисунке. Мягкий кривая соответствует тестовой зоне (жесткие кривая соответствует другой половине образца, где стремена были размещены на расстояние 130 мм (5 дюймов) до отказа толчок в тестовой зоне). Из рисунка видно, аналогичные показатели в образцах с четкими крышки 5, 25 и 50 мм (0,2, 1 и 2 дюйма). 75 мм (3 дюйма) образца боковую крышку, однако, показали резкое увеличение трещины вскоре после взлома.
Рис 6 (б) показывает, подобное сравнение для образцов, изготовленных из 40 МПа конкретные и аналогичная тенденция наблюдается. 25 и 50 мм (1 и 2 дюйма) образцов боковую крышку, показал надлежащее выполнение, несмотря на значительно мягкий ответ образца с большим покрытием. С другой стороны, 75 мм (3 дюйма) образца боковую крышку, показали очень большие трещины вскоре после взлома. При напряжении около 1,8 МПа, например, трещины шириной от 25 до 50 мм (1 или 2 дюйма) образцов боковой крышки были 0,25 и 0,35 мм соответственно, но 3 мм (почти в 10 раз больше), в 75 мм (3 дюйма) образца боковую крышку. Таким образом, образцы с конкретными боковую крышку, меньшим или равным 50 мм (2 дюйма) в обеих сериях опытов показали более благоприятной по сравнению с поведением, что с 75 мм (3 дюйма) боковую крышку.
Код МСА, 1-AASHTO LRFD характеристики, 6 и CSA Standards7 не указать ограничения по ширине диагонального сдвига трещины в служебной нагрузки. ACI1 трещины контрольных критериев при изгибе, однако, основаны на 0,3 мм, ширина трещины. Этот верхний предел был принят Ozcebe др. al.10, чтобы проверить выполнение минимальных поперечной арматуры в высокопрочного бетона, и используется в данном исследовании для оценки эффективности образцов с большей боковой крышки на службе нагрузки.
0,3 мм лимит на рис. 6, а также спектр услуг оценкам сдвига напряжения, предполагается, что 70% от номинальной ACI1 рассчитывается предел прочности на сдвиг. Таблица 1 также сравнивает крекинга касательных напряжений и сдвига оценкам услуг напряжений. Показано, что в служебной нагрузки, образцы либо оставались без трещин или разработаны трещин значительно меньше, чем 0,3 мм, предел. Таким образом, их поведение считается удовлетворительным с точки трещины зрения.
75 мм (3 дюйма) покрытия образцов, S4-25-75 и S4-40-75, показали резкое увеличение трещины вскоре после взлома. Таблица 1 показывает отношение V ^ к югу ехр ^ / V ^ о ^ к югу, что дает меру после взлома запаса прочности в образцах. Образцы S4-25-75 и S4-40-75 39 развитых и 51% после взлома сил соответственно, которые можно считать достаточными. Следует отметить, что количество поперечной арматуры LRFD Specifications.6
42,5 мм (1,67 дюйма) ясно образцов покрытия проверен Rahal и Collins5 развитых трещины шириной от 0,05 до 0,35 мм при оценке нагрузки службы. 40 мм (1,57 дюйма) ясно образец покрытия, PT6, проверенная Митчелла и Коллинз, 2 развитых трещин 0,2 мм при нагрузке выше расчетной нагрузки службы. Эти результаты согласуются с результатами, представленными в данном исследовании в случае сдвига, а также для четкой покрывает до 50 мм (2 дюйма) в случае кручения.
Несущая
Рисунок 7 показывает предел прочности семь результаты на разной ширины пучка. За 25 МПа (3600 фунтов на квадратный дюйм) конкретных образцов, повышение боковую крышку, толщиной от 5 до 25 мм (от 0,2 до 1 дюйма) увеличил сдвига ширину 19%, а численность примерно на 17%. Дальнейший рост до 50 мм (2 дюйма) увеличил сдвига ширину 20%, а численность всего примерно 2,5%. При дальнейшем увеличении максимальной толщины покрытия до 75 мм (3 дюйма) ширина увеличилась на 17% и силы примерно на 23%. В общем, силы в образцах I серии увеличивается с увеличением стороны покрова. Тот факт, что 75 мм (3 дюйма) боковую крышку образца пострадали от отслаивания, но значительно сильнее, чем 50 мм, покрытие образца показывает, что откола произошло около конечные условия и не оказывает существенного влияния на прочность.
В 40 МПа (5800 фунтов на квадратный дюйм) конкретных образцов, прочность изменения были незначительными, как показано на рис. 7. Увеличение покрытия от 25 до 50 мм (1 или 2 дюйма) и от 50 до 75 мм (2 на 3 дюйма) в результате увеличения силы меньше, чем 1,5% в обоих случаях. Рисунок 5 и 7 показывают, что откола в крупных бетона имеют более существенное влияние на прочность 40 МПа (5800 фунтов на квадратный дюйм) конкретных образцов.
Рисунок 8 сравнивает наблюдается предел прочности образцов с расчетами ACI code1 и общего method.6, 7 результаты приведены в таблице 3. Измеряется стали пределом текучести и грузовой единицы и материальными факторами сокращения используются.
ACI расчеты основаны на упрощенное уравнение для конкретного вклада. В расчетах общего метода, предполагалось, что в критический раздел находится на расстоянии г ^ V ^ к югу от лица пластина.
На рис. 8 (), код ACI и Генеральной Метод захватили эффект увеличения эффективной ширины и бетона в образцах 25 МПа. Следует отметить, что в обоих методов, увеличение покрытия отражается только на конкретный вклад срок V ^ с ^ к югу. Для кода ACI, в среднем четыре отношения к югу V ^ ехр ^ / V ^ ^ к югу известково была 1,21 с коэффициентом вариации 6,8%. Для общего метода, эти значения были 1,17 и 9,2% соответственно.
На рис. 8 (б), оба метода рассчитывается большей силы для более широких слоев в 40 МПа конкретных образцов, а результаты эксперимента показали существенного прироста. Для кода ACI, в среднем три отношения к югу V ^ ехр ^ / V ^ ^ к югу известково была 1,34 с коэффициентом вариации 7,8%. Для общего метода, эти значения были 1,36 и 4,8% соответственно. Для всех пучков, расчеты код методы консервативной, несмотря на отслаивание, возникающие в некоторых образцах. Следовательно, при нагрузках, соответствующих коду рассчитывается предельными нагрузками, растрескивание и вряд ли состоится. Расчет прочности на основе spalled размеров, обычного для разделов подвергаются кручения не является необходимым.
За четыре образцов, испытанных на Rahal Коллинз, 5 соотношение опытно-на-расчетная нагрузка составляла от 1,26 до 1,58 для кода ACI, и от 1,11 до 1,26 для общего метода. Для образца SA4 проверен Arbesman, 3 эти значения были 1,86 и 1,31, соответственно. Таким образом, для сдвига, растрескивание и не приведет к сокращению срез ниже код расчетных значений.
ВЫВОДЫ
Исследуя поведение образцов с переменной толщиной слоя бетона стороны, можно сделать следующие выводы сделал:
1. Увеличение толщины бетона не было наблюдаемого эффекта на диагональных трещин напряжения, но привело к уменьшению числа диагональных трещин;
2. В определенное напряжение в регионе postcracking ответа, увеличение толщины боковой крышки от 5 до 25 и 50 мм (0,2 к 1, а до 2 дюймов), не оказывают существенное влияние на ширину диагональные трещины . Дальнейшее увеличение до 75 мм (3 дюйма) вызвали резкое увеличение ширины трещин. Наблюдаемая ширина диагональных трещин при нагрузках, соответствующих коду оценкам эксплуатационные нагрузки, однако, остается ниже 0,3 мм предложил предела. Таким образом, растрескивание поведения на работоспособность условиях считается удовлетворительным для всех покрова изучали;
3. Откола, которая наблюдалась в образцах с большим конкретные четкие покрова в окрестностях конечные условия. Она была ограничена по углам, однако, оставляя центральной и верхней части разреза в значительной степени неизменным. Это в отличие от кручения, где откола, как сообщается, повлияет на покрытие не только вблизи углов, но и по бокам секции;
4. Увеличение покрытия (и конкретные сечения) увеличили предел прочности 25 МПа конкретных пучков существенно, но не иметь такой же эффект в 40 МПа конкретных пучков. Это означает, что откола в крупных бетона имеют более существенное влияние на пучки с более высокой прочности;
5. На нагрузок, соответствующих кодовым рассчитанные предельными нагрузками, растрескивание и не ожидается, состоится и, следовательно, не ожидается снижения срез ниже код расчетных значений. Расчет прочности сдвига на основе spalled размеров, обычного для разделов подвергаются кручения не является необходимым, а также
6. ACI метод сдвига и общий метод при условии консервативной оценки силы, даже если расчеты основаны на оригинальных unspalled размеров.
Авторы
Поддержку научных исследований администрации Кувейтского университета обязательна. Помощь H. Rumaih по надзору экспериментальной проверки также признал.
Нотация
= сдвига службы
B = ширина сечения пучка
D = эффективная глубина сечения пучка
г ^ к югу V = эффективная глубина сдвига поперечного сечения пучка
е '^ к югу с = прочность на сжатие бетона или цилиндра прочность
F ^ к югу и ^ = предел прочности арматурной стали
F ^ югу у = текучести арматурной стали
P = нагрузку на пучке
V ^ к югу известково = конечной сдвиговой силы рассчитывается с использованием кода уравнений
V ^ к югу кр = наблюдается растрескивание поперечной силы
V ^ к югу ехр = наблюдается конечной силы сдвига
V ^ к югу Serv = оценкам усилие сдвига услуг
V ^ к югу кр = наблюдается растрескивание напряжения сдвига
V ^ к югу ехр = наблюдается предельное напряжение сдвига
Ссылки
1. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2002, 443 с.
2. Митчелл, Д., Коллинз, М., "Поведение Железобетона пучков в чистом кручении," публикация 74-06, Департамент строительства, Университет Торонто, Торонто, Онтарио, Канада, 1974, 88 с.
3. Arbesman, B., "Влияние Stirrups крышки и размер Укрепление Shear Пропускная способность железобетонных балок," Мэн Диссертация, Университет Торонто, Торонто, Онтарио, Канада, 1975, 176 с.
4. Nagataki, S.; Okomoto, T.; и Ли, SH, "Исследование механизма торсионного сопротивления железобетонных Участники" JSCE Сделки, № 190 Y-8, 1988, с. 75-91.
5. Rahal, К., и Коллинз, М., "Влияние Бетонные крышки на Shear-кручения Взаимодействие-экспериментальное исследование", ACI Структурные Journal, В. 92, № 3, май-июнь 1995, с. 334-342.
6. Американская ассоциация шоссе государства и перевозки должностных лиц ", AASHTO-LRFD мост проектной документации и комментарии", СИ, 2-е издание, Вашингтон, DC, 1998, 1091 с.
7. CSA A23.3-94, "Проектирование железобетонных конструкций", Канадская ассоциация стандартов, Рексдейл, Онтарио, Канада, 1994, 199 с.
8. Коллинз, член парламента, и Кучма, Д. "Как пригодная для нашей большой, слегка железобетонных балок, плит, а также Фундамент"? ACI Структурные Journal, V. 96, № 4, июль-август 1999, с. 482-490.
9. Rahal, К., и "Аль-Шалех К.С.," Минимальные Поперечное армирование в 65 МПа Бетонные балки, "Структурные ACI Journal, В. 101, № 6, ноябрь - декабрь 2004, с. 872-878.
10. 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.
Входящие в состав МСА Халдун Н. Rahal является ассоциированным профессором по кафедре гражданского строительства, Кувейтский университет, Кувейт. Он является членом Совместного ACI-ASCE Комитет 445, сдвига и кручения, и Экс-президент ACI Кувейт главы.