Оценка прочности кабального-In или после установленном Укрепление
В данной работе проводится исследовательская программа Американского университета в Бейруте (АУБ), чтобы оценить эффект от нескольких переменных на производительность рамка узлов с отливкой и после установленной арматуры, и, следовательно, для оценки эффективности различных систем впрыска топлива используется в связи в подкреплении. Восемнадцать полномасштабной образцы были испытаны в пять наборов. Для каждого из двух разных размеров бар (12 или 14 мм), два различных номинальных конкретные преимущества (15 или 20 МПа), а три различных длин заливки (150, 250 или 290 мм), три или четыре спутника образцов были испытаны в каждой множество. Переменных, входящих в каждый комплект были истории партии (предварительно установленная или после установки), крепление типа предустановленных или бросили в бар (подключены или прямой), и клей, используемые в раствор после установки процедуры. Испытательного образца, моделируемых жесткое соединение двух консольные балки на стены или колонны. Оценка и сопоставление моделей крекинга, нагрузка-смещение кривых и прочности значения указал, что после установленного прямо баров использованием соответствующего клея минометов развитых, в общем, большей прочности, чем товарищ монолитных прямой баров, особенно в случае относительно короче длины якорной стоянки.
Ключевые слова: якоря, бары; связь; силы, стойки и галстук моделирования.
(ProQuest-CSA LLC: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Цель связи в или после установки стальной арматуры в существующих железобетонных конструкций является обеспечение связи между новой конкретных элементов и существующую структуру, похожую на прочность и жесткость, как бросание в подкреплении. Технология после установленной арматуры приобретает все большее значение, поскольку эти полоски в настоящее время часто используется в горизонтальных, вертикальных и накладных приложений в восстановление и укрепление существующих структур. После установленных баров также используются в конкретных ситуациях в новом строительстве, для упрощения процедуры строительства и обеспечить гибкость при проектировании и строительстве. В случаях, когда растягивающие силы должны быть перенаправлены, приведение в подключении баров изогнуты в направлении, касающихся. Таможенный в подкрепление, однако, могут быть установлены только с прямыми бар заканчивается в просверленные отверстия с помощью связующего, часто на основе синтетических смол продукта (рис. 1). Примеры включают в себя:
* Плиты перекрытия соединений, в том числе промежуточных перекрытий, структурных изменений, или восстановления временного такие отверстия, как кран открытия;
* Стены и балки соединений, в том числе строительных швов, структурные расширений, или горизонтальных стартовый баров;
* Вертикальные связи, в том числе новые столбцы, причалов, свайные шапки, или добавить усиление структурных укрепление вертикальных элементов;
* Основные структурные ремонт, в том числе конкретные ремонтные работы и структурной модернизации колонн, плит или балок;
* Структурная соединений с существующими железобетонных стен и колонн, в том числе лестницы, кронштейны и консольные соединений, таких как балконы, платформы доступа, а также посадок, а также
* Бетонных покрытий, в том числе мост ремонт палубы и структурные связи между композитного интерфейсов.
Эффективности связи между пост-баров и установлен бетонный окружающих на границе пробурили отверстия зависит от характеристик связи клея. Всеобъемлющее исследование о влиянии пробурили отверстия состояние и экологических факторов, таких как температура и влажность воздуха была выполнена Кука и др. al.1 ответ арматурных прутков на якоре квалифицированными системы раствором клея в целом соответствует стоимости монолитного bars.2 правило , связь жесткости несколько ниже, но чистые прочность при нормальных условиях значительно higher.3
Два разных минометов клея были использованы в ходе испытаний: Тип 1 является гибридная система, состоящая из органических и неорганических вяжущих веществ. Эта гибридная формула обеспечивает надежность с помощью цемента реакцию, которая повышает жесткость, особенно при высокой температуре, низкая усадка материала в сочетании с быстрой реакции отверждения, а также путем укрепления связей между баром и конкретные аналогично укрепление монолитно-место. Тип 2 представляет собой высокоэффективный клей для крепления арматуры и анкерных стержней в бетоне. Его формула обеспечивает надежность благодаря очень высокой нагрузки в широком диапазоне диаметров (от 8 до 40 мм [0,315 до 1,575 дюйма]), незначительное сокращение, пригодности для использования скважин, пробуренных алмазного бурения оборудования или перфораторы и отбойных молотков, низкой чувствительностью к негабаритных и влажные отверстия, и через красный цвет, легкая проверка правильной настройке на месте.
BOND FAILURE ПОСЛЕ УСТАНОВКИ УКРЕПЛЕНИЯ
Два типа связей провал литой в деформированных баров существует: провал расщепления и вывода провал. Если бетонная крышка на панели ребра или расстояние между якорь баров мала, то конкретное разделение произойдет. Если покрытие и расстояния между решеткой достаточно велика, или при наличии достаточных поперечной арматуры обеспечивается, расщепление неудача не может развиваться и вывода неудачи будут происходить или бар даст.
Режим связи расщепления отказа после установленного баров похож на литых в прямой арматуры, если клей раствор которые необходимы для внедрения связи напряжений по развитию длины так же, как литой в барах делать с точки зрения жесткость и распределение напряжений в сцеплении. Исследования в Университете Штутгарта доказали это сходство некоторых минометов клей, в том числе испытания в этом исследовании, в то время как другие минометов вызванных преждевременной конкретные расщепления из-за недостаточной stiffness.4 Если заключение является достаточным для предотвращения расщепления, связи подчеркнуть, что может быть разработаны вдоль стержня до вывода из строя является продуктом-зависимой. Для литого в барах, ACI 318-025 предположить, что для комбинированного бетона и поперечный размер удержания укрепление [(с K ^ югу tr ^) / д ^ югу Ь] больше 2,5, вывода из строя, где с меньше либо расстояние от центра стержня до ближайшей бетонной поверхности или 1 / 2 центра к центру расстояние между баров в стадии разработки; K ^ ^ к югу tr является поперечный индекс подкрепление, и Л ^ подпункта б ^ это стержень диаметром ..
В зависимости от клея раствора, тем больше конкретных родов, тем больше связей подчеркивает, что могут быть разработаны с пост-баров, чем установленный с литой в bars.3 неудачи стали возникает при суммировании связи напряжений по поверхности заготовки равна или больше предела текучести стали.
FRAME узлов с ПРЯМЫХ УКРЕПЛЕНИЯ END
Strut и галстук моделирования
Strut и галстук модели используются для проектирования в предельное состояние лимита (ULS) непрерывных и разрывных регионов железобетонных structures.5 растягивающих сил расщепление должно быть уделено внимание в случае конкретных членов сжатия и, если они не может быть принят к рассмотрению конкретных, арматуры должны быть установлены для этого. В случае статически неопределимых конструкций, секционные силы могут быть рассчитаны в соответствии с пластиковой теории пластичности, если требования были выполнены.
Strut и галстук модели каркасных узел
Обычной практикой является использование крючковатым бары для рамных углов с открытием moment.6 Для установки причины, после установленного баров может быть применен только с прямыми концами. Таким образом, тщательное моделирование узла не требуется. Рисунок 2 показывает, стойки и галстук модели для стандартных узлов рамы и для ситуаций, с прямыми укрепление как описано Купфер и др. al.7 силы N, V и M на рис. 2 в результате структурного анализа за пределами узла региона. Погрузка стены на рис. 2 приводит к растягивающей силы в укреплении на левой руке и в силу сжатия с правой стороны. Первоначальные тесты, компьютерное моделирование и привела к тем соображением, что прямой стержень имеет тенденцию толкнуть конкретные конуса с интерфейсом со стеной. Таким образом, сжимающих напряжений на интерфейсе не сосредоточено на внешней стене, а распределяется по большей части интерфейса, что приводит к снижению рычага в стене разделе. Уменьшение фактора 0,85 рекомендовано Купфер и др. al.7 Таким образом, в первом приближении рычага в стене, раздел Z ^ югу 1R = 0.85z ^ ^ 1 к югу, где г ^ 1 ^ к югу стандартный рычаг руку: г ^ к югу 1 = 0.9d и г а высота от статического сжатия поверхности стены к центру вертикальные полосы напряженности [300 мм - бетонное перекрытие (30 мм) - г ^ к югу Ь / 2 ].
Хотя равновесия внутри кадра узлов с литой в крючковатым бары могут быть смоделированы с C сжатия стойка продолжается от вертикальной силы сжатия, и опорой на изгиб на уровне нижней арматуры (рис. 2 (а)), прямой баров крепятся на связь напряжений на уровне выше нижней арматуры (рис. 2 (б)). Стойки и галстук модель требует, чтобы угол
Как изгиба трещины, как ожидается, могут возникнуть по бар от верхней части основания бетон, крепления зоны, развивающиеся из нижней части панели, а длина L ^ югу Ь, как показано на рис. 2 (б), является то, что необходимые для разработки сталей выход использовании потенциала связи
... (1)
где / ^ к югу у = дизайн текучести вертикальная черта, г ^ к югу Ь = диаметр вертикальной чертой, а е ^ к югу BD = дизайн прочности литых в баре бетона или раствора клея.
Стойки и галстук модели (рис. 2 (б)) предполагает, что сжатие стойки C ^ ^ к югу 0 закреплено в центре зоны крепления. Для пробурено отверстие глубиной т ^ к югу Ь и бетона в центре верхней укрепление базовый элемент с ^ с ^ к югу, рычага внутри узла г ^ ^ к югу 0 является
... (2)
Рычага внутри узла г ^ ^ к югу 0 меньше, чем плечо рычага плиты Z ^ ^ 3 к югу. Напряженности в верхней плиты арматуры в узел региона, F ^ ^ S0 к югу, выше, чем напряжение, рассчитанные для плиты с г ^ 3 ^ к югу; растяжение сопротивление верхнего усиление должно быть проверены отдельно. Мелких заливки в период после установленного вертикальная полоса, тем больше момент сопротивления плиту в узел региона сокращается по сравнению с узла с крючковатым бар.
С левой стороны от зоны крепления показаны на рис. 2 (б), сила сжатия продолжается в стойках C ^ ^ 2T к югу и к югу C ^ 2, c ^ на растяжение и сжатие зоны плиты и равновесия горизонтальных сил дается. Вертикальной компоненты C югу ^ ^ 2T и C ^ 2, c ^ югу принимаются к растягивающие напряжения в бетоне. Обычно нет вертикального армирования плиты занять силы натяжения С. нагрузок и теплового домогательства плиты не приводят к горизонтальной крекинга, поэтому можно отнести силы натяжения S на растяжение способность бетона. На всякий случай, максимальное напряжение, расщепление было принято которое было вызвано, сосредоточенной нагрузки к югу C ^ ^ 0 в центре зоны крепления. Было показано, что происходит максимальное расщепление maxssp стресс может быть рассчитана as7
... (3)
, где M ^ 1 ^ к югу, к югу V ^ 2 ^ и V ^ ^ 3 югу внешние силы, на узле (рис. 2 (б)); г ^ ^ 1 к югу является внутренней плечо рычага стены разделе вне узла региона (г ^ к югу 1 = 0.9d), и б ширина стены разделе. Если расчетное напряжение расщепления максимум меньше, чем прочность на растяжение конкретные е ^ ^ к югу карат, то фундаментная плита может занять до разделения сил без каких-либо дополнительного усиления сдвига.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель экспериментального исследовательского проекта, сообщили в данной работе для проверки дизайна postinstalled прямой баров в связи кадра узел изгибающих моментов с помощью стойки и галстук дизайн модели, с учетом крепления характеристики прямой баров конца. Исследование было проведено на материалы научно-исследовательской лаборатории Американского университета в Бейруте. Значение связано с относительно большим числом полномасштабных образцов, испытанных и переменных, исследовал. Восемнадцать полномасштабной образцы были испытаны в пять наборов. Для каждого из двух разных размеров бар (12 или 14 мм [0,47 или 0,55 дюйма]), два различных предназначены конкретные преимущества (15 или 20 МПа [2175 или 2900 фунтов на квадратный дюйм]), а три различных длин заливки (150, 250, или 290 мм [5,91, 9,84, или 11,42 дюйма]) были испытаны в каждом наборе. Переменных, входящих в каждый комплект были истории партии (предварительно установленная или после установки), крепление типа предустановленных или бросили в бар (подключены или прямой), и клей использовали раствор (тип 1 или тип 2) .
Экспериментальная программа
Восемнадцать образцы были испытаны в пять наборов. Каждый набор содержит три to четыре образца. Переменных рассмотрен в исследование были включены: бар размера (12 или 14 мм), предназначенные конкретные прочность на сжатие (15 или 20 МПа), истории партии (предварительно установленная или после установки), крепления типа предварительно установленных бары (подключены или прямая), глубины вложенности, а раствор клея, используемые в пост-установки процедуры (тип 1 или тип 2). Важно отметить, что низкая прочность бетона 15 МПа (2175 фунтов на квадратный дюйм), был выбран потому, что многие практические приложения после установленного баров включать железобетонных членов с такой низкой прочности бетона, где водоцементное отношение (в / к) превышает 1 .
Чтобы оценить влияние два различных минометов клей на связь в поведении после установленной арматуры по сравнению с предварительно установленной подключен или прямо бары в каждом наборе, бар размера, предназначенных конкретные прочность на сжатие, а также глубину вложенности были постоянными . Предварительно установленная крючковатым панелей, используемых в исследовании были подробно изложены в соответствии с положениями стандартных крючки Раздел 12,5 МСА 318-025 (см. рис. 3).
Материалы
Во всех пяти наборов, арматура каждого размера были из одной плавки стали и зафиксировала параллельных структур деформации и идентичные геометрии ребер. Бары встретился ASTM 615 / A 615M-03A specifications8 и были Grade 60. Два купона каждого бара размера были протестированы с использованием ASTM процедуры, чтобы подтвердить доклад мельницы испытаний получены от поставщика. Средняя урожайность напряжений 565 МПа (81,9 KSI) на 10 мм баров, 557 МПа (80,8 KSI) на 12 мм, баров, 555 МПа (80,5 KSI) на 14 мм, баров и 592 МПа (85,9 KSI) для 20 мм, баров.
Две без воздуха захваченных бетонных смесей, были использованы для получения конкретных значений предназначенных силы 15 и 20 МПа. ASTM Тип портландцемента я привык. Мелкого заполнителя была природного песка и крупного заполнителя было подавлено известняка. Дозирования веса за кубический метр бетона на 15 МПа смеси было 200 кг цемента, 540 кг агрегат (от 12 до 20 мм), 660 кг агрегат (от 5 до 10 мм), 600 кг песка (от 0 до 5 мм), 215 л воды. Соответствующие значения для 20 МПа смеси 250, 540, 660, 600 и 220, соответственно. Спад был 150 мм (6 дюймов) для смесей.
Дизайн образцов
18 испытательных образцов, приводятся в таблице 1. Четыре образца Set 1 приведены на рис. С 4 по 7. 700 мм (27,6 дюйма) глубокий испытательного образца состоит из двух идентичных 300 х 750 мм (11,8 х 29,5 дюйма) вертикальные элементы интегрированы в 1700 х 350 мм (66,9 х 13,8 дюйма) базы. Образца моделируется жесткое соединение двух консольные балки или кронштейнов к стене или столбца. 700 мм (27,6 дюйма) Глубина разрешено размещение семь баров на каждой грани двух вертикальных элементов и горизонтальной элементной базы. Поперечная арматура была помещена во всех элементах. Во всех 18 образцов, продольная укрепление базы состояла из двух слоев 20 мм, семь (№ 6) и бары каждой поперечной арматуры состоит из двух слоев десять 12 мм (0,47 дюйма) баров каждый. Прозрачная крышка для продольных балок, на всех элементов 30 мм (1,18 дюйма). Испытательной установке разрешено применение двух равных боковых сжимающих нагрузок на 160 мм (6,3 дюйма) под конец обоих одинаковых вертикальных элементов подвергая их комбинированных изгиба и сдвига, а следовательно, при котором усиление на внутренней поверхности элементов на растяжение напряжений.
Предназначенных конкретные прочности при сжатии в Set 1 составила 20 МПа (2900 фунтов на квадратный дюйм). Продольной арматуры по обе грани двух вертикальных элементов состоит из семи 12 мм баров. Поперечное армирование вертикальных элементов состоит из трех 10 мм (№ 3) Оценка 60 баров на расстояние 115 мм (4,5 дюйма). Переменная метода крепления внутренней поверхности растягиваемых стержней вертикальных элементов: предварительно установленная с крючками, предварительно установленной прямо, после установлен с помощью клея типа 1, или после устанавливать с помощью клея типа 2. Для обеспечения связи расщепления до отказа стали дали, 250 мм (9,8 дюйма) Глубина вложенности предусмотрено в четыре образца был выбран менее 360 мм (14,2 дюйма), который является основным развития длина югу л ^ ^ DH для 12 мм пруткового (Г югу у = 557 МПа [80,8 KSI]), заканчивающийся в стандартном крючок, как указано ACI 318-02 и, как показано на рис. 3
л ^ к югу DH = (к югу 0.02
где диаметра. Оба эти фактора,
Чтобы проверить действие конкретных прочность на сжатие от относительного поведение связи предварительно установленных и после установленного баров, четыре образца Установить 2 были разработаны для похож на образцы Set 1 с той разницей, предназначенных конкретные прочности при сжатии 15 МПа (2175 фунтов на квадратный дюйм) был использован вместо 20 МПа (2900 фунтов на квадратный дюйм). В результате заливки глубиной 290 мм (11,4 дюйма), которая была короче, чем я ^ югу DH = (к югу 0.02 = 416 мм (16,4 дюйма), в соответствии с требованиями МСА 318-02. Четыре образца Set 4 были похожи на образцы Set 1, за исключением панели: 14 мм (Г югу у = 555 МПа [80,5 KSI]), а не 12 мм (Г югу у = 557 МПа [ 80,8 KSI]). В результате заливки глубиной 290 мм (11,4 дюйма), которая была короче, чем я ^ югу DH = (к югу 0.02 (16,5 дюйма), в соответствии с требованиями МСА 318-02.
Чтобы проверить действие короткие, прямые крепления на относительную поведение сборных и после установленного баров, три образца Set 3 были протестированы. Предназначенных прочности бетона сжатие составляет 20 МПа (2900 фунтов на квадратный дюйм), а также бар размер вертикальных элементов 12 мм. Краткое крепления 150 мм (5,9 дюйма) представлено не было. Поперечное армирование вертикальных элементов состоит из двух слоев 10 мм, пять баров расположенных равномерно по высоте. Установить 5 идентичен Установить 3 с той разницей, 14 мм, баров были использованы в вертикальных элементов, а не 12 мм, баров.
Строительство образцов
Процедура началась с установки всех арматурных прутков элементной базе. Литье элементной базы началось после арматурных прутков вертикальные элементы были установлены в базе. В конце процедуры отливки, верхней поверхности элементная база была screeded шпателем и гладкой, и подъемные крюки были вставлены. Поверхность бетона при строительстве совместных между базой и вертикальных элементов шероховатой вокруг расширения вертикальные полоски, чтобы обеспечить достаточное сцепление и передачи поперечных сил между элементной базы и вертикальные элементы должны быть поданы позднее. Опалубка базы был лишен 3 дней после заливки. Четыре дня спустя, опалубки вертикальных элементов был построен после установки поперечной арматуры, и литье вертикальных элементов провел помощью бетонной смеси идентичной базы. Затем образцы покрытые мешковиной, чтобы обеспечить лечение. Формы вертикальные элементы были лишены 3 дней после заливки. Важно отметить, что с каждой конкретной партии, несколько стандартных 150 х 300 мм (6 х 12 дюймов) цилиндров были отлиты для определения конкретных прочность на сжатие.
Для типа образцов с внутренней лицу арматурных прутков вертикальные элементы пост установлен в базе, postinstallment было проведено 7 дней после элементная база была брошена использованием системы впрыска и методом statement3 (рис. 8). После установки стержней, поперечной арматуры был помещен опалубки вертикальных элементов был построен, и литья приступил вертикальных элементов.
Порядок проведения испытаний
Метод загрузки моделируемых условиях реакции на совместном пучка колонки. Тестирование кадр показано на рис. 9. Боковая сила сжатия была применена в пределах 160 мм от кончика два идентичных консольные вертикальные элементы. Сила была применена с помощью двух гидравлических баранов, емкость которых составляет 300 кН каждый и управляется одним гидравлического насоса. Боковая сила сжатия была передана равномерно на лицах вертикальных бетонных элементов с помощью двух стальных балок. Нагрузки, применяемые гидравлические баранов, контролируется с помощью электронных датчиков давления и измерялась в насос, манометр. Для контроля нагрузки отклонения истории образца, четыре линейных дифференциальных переменной преобразователей (LVDTs) были установлены, один на конце каждого из этих вертикальных элементов и два в центре верхней поверхности элементной базе. Датчики давления и четыре LVDTs были подключены к системе сбора данных. Нагрузка была применена с шагом в 10 кН. На каждом этапе нагрузки, трещины модели были отмечены ..
Общее поведение и образ FAILURE
Крекинга картина четыре образца Набор 1 (20 МПа, 7 Трещины начали на границе между вертикальными элементами, а основа как вдоль, так и встроенные бары вдоль границы плоскости, параллельной основанию. Продольные трещины, распространяющиеся вдоль внутренней напряженности лица вертикальные элементы, близкие к границе с фундаментной плитой и верхней поверхности элементов опорной плиты в середине пролета. При увеличении нагрузки, трещины, которые начали на границе, распространяющихся в элементной базы по якорь баров. Другие трещин ответвляются от этой главной вертикальная трещина в V-модель в сторону границы с одной стороны, и к трещинам на верхней поверхности элементной базы в середине пролета на другой стороне. После достижения предельной нагрузки, а при дальнейшем увеличении приложенного прогибов в вертикальной элементов, вертикальных трещин вдоль основной 250 мм, глубина якорь баров и вертикальные элементы в базовый элемент расширяется и наклонился к внутренней и вступил.
Крекинга картина первого образца Set 1 на рис. 10. Номера вдоль каждой трещины на рис. 10 показывают уровень нагрузки P, в кН (1 кН = 0,225 KIPS), при котором трещина расширения были измерены ..
Режим отказа первого образца Set 1 с литой в стержней в том, что в скалывания боковую крышку нормали к плоскости крюк из-за дробления бетона при внутренний радиус поворота (рис. 11 ). 90-градусная крючок, загруженной в напряженности развивается сил, как показано на рис. 12,9 растягивающие напряжения в бар сопротивление комбинированного действия связи вдоль поверхности бар и отношение к конкретным внутри крючка. Крючок двигаться внутрь, оставляя зазор между ним и вне конкретного поворота. Бар стремится выправить, потому что сжимающей силы внутри поворота, не лежащих на одной прямой с прикладными растягивающей силы, что приводит сжимающих напряжений на внешней стороне хвоста. Расщепление стороны бетона в плоскости крюка является продолжением дробления конкретных внутри крюк из-за очень высокой местной концентрации сжимающих напряжений.
Режим отказа три других образцов Set 1 с прямыми крепления конце интенсивное растрескивание бетона стороны по 250 мм, глубина якорь напряженности внутри баров элементной базе. Это сопровождалось большими расширения горизонтальных трещин на стыке между вертикальными элементами и фундаментной плиты. Нет существенных различий в структуре трещин или режим отказа могут быть отнесены ли внутренний лицу вертикальные полосы были предварительно установлены или после установленного или инъекции материал типа 1 или 2.
Крекинга моделей и способов отказа четыре образца Установить 2 (15 МПа, 7 Набор образцов 1. Это сходство указывает на отсутствие влияния конкретных прочность на сжатие или баре размера растрескивания и разрушения структуры или относительной поведении образцов с предварительно установленными баров или после установленного баров. Ввиду отказа структуры образца № 8 (Установить 2) с 290 мм встроенных после установленного баров (тип 2 клей), показана на рис. 13.
Влияние короткие, прямые заливки на растрескивание поведение оценивается в три образцов Установить 3 (20 МПа, 7 заливки). Никаких различий в поведении, связанных с баром размера. Трещины начали на границе между вертикальными элементами, а основа как вдоль, так и встроенные бары вдоль границы плоскости, параллельной основанию. При увеличении нагрузки, трещины, начал на границе в образце с предустановленной баров, распространяющихся в элементной базы по 150 мм, длина заливки. В образцах с postinstalled барах и других трещин ответвляются от основного вертикальная трещина в V-модель в сторону границы, с одной стороны и к верхней волокон напряженности элементной базы на другую сторону. Режим отказа образца с предварительно установленными баров в обоих наборах интенсивное растрескивание бетона стороны по 150 мм, глубина якорной стоянки, и вытягивания вертикальные полоски из элементной базе.
В двух образцах после установленного баров, режим отказа уже тронулся вертикальные растягивающие бара вместе с конуса бетона глубиной почти равна 150 мм заливки (рис. 14). Это свидетельствует о лучшей связи между бывшими установленных баров и окружающих бетона в элементной базе. Нет существенных различий в структуре трещин или режим отказа могут быть отнесены к типу введения материала: тип 1 или тип 2. Было также отмечено, что отказ трех образцов с предварительно установленными или после установленного баров сопровождалось большим расширения горизонтальных трещин на стыке вертикальных элементов и базы ..
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ И АНАЛИЗ
Чтобы разрешить прямое сравнение образцов в один набор, соответствующий данным прогиба от нагрузки были нормализованы в общей прочности бетона. Перестройки было сделано путем умножения нагрузки на каждое смещение, в силу (20 / ж ^ подпункта с) ^ '^ SUP 1 / 2 ^ для образцов с номинальной прочности бетона в 20 МПа, а в силу (15 / ж ^ к югу с ^') ^ SUP 1 / 2 ^ для образцов с номинальной прочности бетона в 15 МПа, где / ^ к югу с ^ 'является прочность бетона в МПа, образца рассматривается в день тестирования. Измеряется стали напряжения в конечной нагрузки были меньше, чем предел текучести. Результаты 18 образцов, испытанных в программе исследований представлены в таблице 1. Приведены данные для каждого образца включать прочности бетона в день тестирования, предельной нагрузки P ^ югу тах, соответствующие отклонения вертикальный элемент ( '20 или 15 МПа в том числе предельная нагрузка P ^ югу тах, стали стресс F ^ S ^ к югу, и залогу. Расщепления режим отказа всех образцов показывает, что внутренняя напряженность лицу баров вертикальных элементов, которые были закреплены в элементной базе достигли своего максимального потенциала.
Таким образом, залогом может рассматриваться в качестве предельной нагрузки любого образца из заданного множества, деленной на предельной нагрузки спутника референтного образца в одном наборе. Ссылка образца один с литой в стержней в 1 Наборы, 2 и 4. Это образец с литой в прямой баров Sets 3 и 5 ..
Нагрузки отклонения поведения
Для сравнения, нагрузка-смещение кривых для образцов каждого комплекта были построены на том же рисунке. Кривые Sets 1 до 5, показаны на рис. 15 до 19 лет. До начала первой трещины, жесткостей loaddeflection кривые всех экземпляров в каждом наборе были почти одинаковыми.
В Sets 1 (20 МПа, 7 стержней в развитых наибольшее предельной нагрузки следует спутник postinstalled бар образца 2 типа клея. В настоящем разделе 1, после установленного образца бар с типом 1 клей развитых большей предельной нагрузки, чем образца с литой в прямой заливки (рис. 15), но конечной величины силы два образца были сопоставимы по Sets 2 и 4 ( рис. 16 и 18). Связь отношения образцов 1 Sets, 2 и 4 приведены в таблице 1 и на рис. 20.
Нагрузки отклонения поведения образца с монолитных стержней и двух образцов после установленных прямо баров был похож и более вязкий, чем товарищ образца с литой в прямой баров. Пластичность наблюдается в предварительном конечной стадии, когда предельная нагрузка была достигнута с гораздо большей, чем отклонения монолитных прямой образца бар (см. Таблицу 1). После достижения конечной, нагрузка образца с монолитных стержней и двух образцов после установленных прямо баров снизилась незначительно и продолжает постепенно снижаться с увеличением прогиба (см. рис. 15, 16 и 18). С другой стороны, образец с литой в прямой баров опытных резкое падение сопротивления нагрузки с увеличением отклонения. Можно сделать вывод, что, хотя две особи с postinstalled прямой баров развитых ниже, чем предел прочности образца с монолитных стержней, они лучше развиты, чем вязкость образца с литой в прямой баров. Вывод справедлив и для множества 1, 2 и 4, независимо от прочности бетона или глубину вложенности.
Кроме того, postinstalled бар образца использованием 2 типа клея развитых большей прочности и большего прогиба в конечной, чем товарищ после установленного образца бар использованием Тип 1 клея. Увеличение прогиба в конечной было 39,9% в 1 Установить, 25,4% в набор 2 и 42,9% в Set 3 ..
Влияние малой длины заливки на относительную поведение loaddeflection компаньонов монолитных и после установленного образца бара был оценен в Sets 3 (20 МПа, 7 мм заливки). Относительная поведение похоже, независимо от размера стержня: В обоих наборов образцов с пост-бары использованием установленных 2 типа клея разработали наибольшей предельной нагрузки следует спутник после установленного образца бар с 1 типа клея, а затем следуют один с литой в прямой встроенные бары (см. рис . 17 и 19). Связи коэффициентов для образцов в Sets 3 и 5 приведены в таблице 1 и на рис. 21. Прогиба от нагрузки поведение двух образцах с пост-баров был установлен более пластичным, чем у спутника образца с литой в прямой заливки. Пластичность свидетельствует большее отклонение вертикальных элементов на предельной нагрузки и постепенное снижение предельной нагрузки при увеличении отклонения в пост-конечной стадии.
Как отмечено в трех других с более заливки глубины, после установленного образца бар использованием 2 типа клея развитых большей прочности и большего прогиба в конечной, чем товарищ после установленного образца бар использованием Тип 1 клея. Увеличение прогиба в конечной было 94,6% в Set 3 и 28,4% в набор 5 ..
Отсутствие нагрузки
Текучести стены внутреннего подкрепления (семь баров) Fy является 441 кН (99,1 KIPS) для Для приведенного рычага z1R (рис. 2 (б)), стойки и галстук модели рекомендует сократить фактор 0.85.7 В статических высота стены раздел D от 264 мм (10,39 дюйма) для баров и 263 мм (10,35 дюйма) для для Для образцов с крючковатым баров, сокращение коэффициент 0,85 не применяется. Плечо рычага применяются боковые нагрузки P по отношению к продольной верхней укрепление фундаментной плиты у = 630 мм (24,8 дюйма). Если предположить, что усиление соединения достигает урожайность на разрушающая нагрузка, внешней нагрузки V ^ югу у, ^ Требования, необходимые для выхода соединения арматуры
... (5)
Рычага в узле z0 была оценена по прочности связи с клейкой минометов и монолитных прямой баров в соответствии с формулой. (2); для крючковатым баров, по всей длине крепления считался рычага г ^ ^ 0 к югу. Угол
... (6)
Отношение максимальной измеряется и не-нормированный горизонтальной силы образца P югу ^ тах в силу подпункта V ^ у, ^ Требования, необходимые для достижения стали урожая по стойке и галстук модели (уравнение (5) ) приведена в зависимости от угла (6) на рис. 22 для всех исследованных образцов. Значения (P ^ югу тах V ^ у ^ к югу, требования) и Совершенно очевидно, что уравнения. (5), очень точное предсказание P югу ^ тах для углов
Для образцов с 250 и 290 мм, заливки, рассчитанные V ^ югу у, ^ Требования находится в пределах ± 10% от измеряемой нагрузки провал. Это позволяет сделать вывод, что эти бары достигли своего предела текучести в момент, когда они стали вытащил. Это явление часто наблюдается в испытание на растяжение связанных вставки стали. На рисунке 13 показана образцами 8 (postinstalled, 290 мм, заливки, Трещины картина соответствует ожидаемому для кадра узел подвергается изгибающего момента. Действительно, в среднем Pmax / Vy, Требования к испытанию образцов в 1 Наборы, 2, 4, 0,98, коэффициент вариации 10,7%.
С другой стороны, провал на рис. 14 по 11 образцов (после установки 150 мм заливки, Это ясно показывает, что соединение баров представил чистой напряжения нагрузки к конкретному, а не сочетание предложенных стойки и галстук модели. В таком случае, крепления должны быть рассчитаны на растягивающие усилия, например, конкретные проектные мощности method.10 Этот метод предсказывает устойчивость крепления на растягивающие усилия, рассматривая три возможных видов отказов: уступая стали, потянув крепления из бетона, а также вывода из конкретных конуса. На основании большого числа испытаний, сопротивление конкретные конуса определяется как
... (7)
где R ^ югу мкм = Предел прочности при выходе из строя конкретных конуса, N; K = коэффициент вычисляется испытаний (13,5 до 15,5, в зависимости от системы); H ^ югу EF = заливки глубина якорной стоянки, мм; и / ^ к югу с, куба = куб прочность бетона, Н / мм ^ 2 ^ к югу или МПа.
Конуса идеализируется как 35 градусов призмы. Основу его на поверхность бетона поэтому имеет длиной стороны 3h ^ ^ к югу эффектов. Если крепления установлены с небольшой интервал, основы призмы дублирования и потенциала группы якорь будет сокращен в соответствии перекрытия опорных баз. Подробное описание метода приведены в номер 7.
ВЫВОДЫ
В рамках исследования, а также ряд переменных, проверены, и на основе сравнения моделей крекинга, режимы отказа, нагрузка-смещение кривых и предельными нагрузками достигнут 18 испытания образцов, следующие выводы могут быть сделаны:
1. Режим отказа образца с монолитных стержней была скалывания боковую крышку нормали к плоскости крючка. Режим отказа три других образцов товарища монолитных или после установленного прямо баров интенсивное растрескивание бетона стороны вдоль длины якорной стоянки. Никаких различий в структуре трещин или режим отказа может быть объяснено Размер панелей (12 или 14 мм) или на уровне конкретных прочность на сжатие (15 или 20 МПа);
2. В двух множеств с короткой заливки 150 мм, режим отказа образца с литой в прямой баров интенсивное растрескивание бетона стороны и вытягивания вертикальные полоски из элементной базе. Режим отказа два спутника образцов после установленного бары уже тронулся вертикальные растягивающие барах вместе с конуса бетона глубиной почти равна 150 мм заливки. Это означает, что краткий заливки postinstalled связи должны быть разработаны в качестве крепления для бетона при растяжении. Стандартный метод для этого конкретного подхода на проектную мощность, а также
3. После заливки глубине подключения баров достаточно долго, для сжатия стойки быть смещена зону крепления соединительного бары, узел может быть выполнен с предлагаемой стойки и галстук модели. Это в случае, если угол между горизонтальном направлении и сжимающих стойки больше 35 градусов.
Результаты научного исследования сообщили в данном документе указывается, что в рамках и набора переменных, исследовал, после установленной прямо баров с использованием соответствующих минометов клей разработке аналогичной или более высокой прочности, чем товарищ монолитных прямой баров, особенно в случае сравнительно коротких крепления длины. Хотя образцов после установленных прямо баров развитых ниже, чем предел прочности образцов с компаньоном монолитных стержней, оканчивающиеся на стандартных крючков, можно предсказать с большой точностью тщательным стойки и галстук моделирование узла. Необходимы дальнейшие исследования, изучение путей преодоления снижения предела прочности после установленного прямо баров относительно монолитных стержней. Одним из решений могло бы стать увеличение глубины якорной стоянки после установленного баров, если условия позволяют, в первую основных ЛДГ длина развития, необходимых для пруткового заканчивающийся в стандартном крючок, как указано ACI 318-02.
Авторы
Авторы благодарят за поддержку корпорации Hilti для поддержки программы научных исследований сообщили в настоящем документе. Кроме того, помощь H. Хатиб, руководитель гражданской тестирования инженерных лабораторий в АУБ, заслуживает высокой оценки.
Ссылки
1. Кук, R.; Кунц, Дж. Б. Фукс, В. и Konz Р., "Поведение и дизайн клей Якоря растяжение под нагрузкой без трещин в бетонных," Структурные ACI Journal, В. 95, № 1, январь -феврале 1998, с. 9-26.
2. Deutches Institut f
3. Крепление технологии Hilti Руководство B 2,11, Hilti корпорации, FL-9494 Шаан, Княжество Лихтенштейн, 2005, 384 с.
4. Спайет, HA; Ozbolt, J.; Eligehausen, R.; и Appl, J., "Численный и экспериментальный анализ после установленном арматуру сращиваются с литой-на-Месте арматуру," Международный симпозиум по Связи между стали и бетона, RILEM , 2001, с. 889-898.
5. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2002, 443 с.
6. Нильсен, J., "Железобетонные уголки и суставов при изгибе Момент", Шведский национальный исследований Строительство, документ D7, 1973.
7. Купфер, H.; Мангер, F.; Кунц, J.; и J
8. ASTM 615 / A 615M-03A, "Стандартные спецификации для деформированных и прутки Заготовка-Сталь для армирования бетона," ASTM International, Запад Коншохокен, Пенсильвания, 2003, стр. 3.
9. Мак-Грегор, JG, железобетонных механики и дизайн ", третье издание, Prentice Hall, Верховья реки седла, NJ, 1997, 939 с.
10. Фукс, W.; Eligehausen, R.; и Брин, JE, "Бетон проектной мощности (ПЗС) подход для крепления к бетону," Структурные ACI Journal, В. 92, № 1, январь-февраль 1995, с. 73-94.
Билал С. Хамада, ВВСКИ, профессор в Департаменте гражданской и экологической инженерии в Американском университете в Бейруте (АУБ), Ливан. Он получил BE с АУБ и его МС и кандидатскую степень в Университете штата Техас в Остине, Остин, Техас Он является получателем 1995 ACI структурных исследований премии и является членом комитетов МСА 364, реабилитации, а также 408, Бонд и Усиление развития. Его исследовательские интересы включают дизайн и поведение железобетонных конструкций и технологии бетона.
Рания Аль-Хаммуд является аспирантом в Университете Ватерлоо, Канада. Она получила ее от BE АУБ.
Якоб Кунс является главный научный сотрудник научно-исследовательского центра Hilti, Шаан, Княжество Лихтенштейн. Он получил докторскую степень в строительстве из Технического университета в Лозанне, Швейцария. Его исследовательские интересы включают крепежные технологии, структурная динамика и ценных бумаг, в бетоне.