Shear Поведение несвязанных после напряженной Сегментные балки с сухим шарниры
Эта работа представляет собой исследование структурных поведение сегментарных бетонных балок с внешними преднапряжения, сосредоточив внимание на реакцию этих структур на сдвиг. Шесть испытания были проведены на пучках оценить их сдвига реагирования и несущей способности на разных уровнях предварительного напряжения. Чтобы получить разработать руководящие принципы по укреплению подробно в таких структурах, структурных ответа при комбинированном изгиба и сдвига была тщательно осмотрели. Кроме того, для оценки возможных выгод, которые стали использовать фибробетона (SFRC) может нести, тесты были проведены как традиционные, так и SFRC элементов.
Ключевые слова: мостов, суставов, силу; напряженности.
(ProQuest-CSA LLC: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Сборные сегментарных железобетонных мостов с внешними преднапряжения и сухие суставов, связанных с процессом пролетных byspan строительства, считается самым быстрым среди этого типа строительного процесса. На строительство каждого из пролетов, сегменты расположены одна возле другой, освобождены от света или расположены в мобильных опалубки, и собрал с помощью внешних предварительного напряжения. В Европе, где слой гидроизоляции во избежание утечки обычно применяется на верхней палубе, то нет необходимости применять какие-либо из эпоксидной смолы между совместных лица сегментов. Это было обычной практикой в некоторых штатах США, некоторое время назад. Тем не менее, эпоксидная смола, свободных соединений в настоящее время запрещены в США из-за проблемы с прочностью, которые возникают в некоторых мостов. Именно предмет настоящей работе для изучения внешних предварительно напряженных сегментарных мостов смолой, свободной сухого суставов. Наиболее важной чертой является отсутствия связи укрепление пересечения суставов, ни активным, ни пассивным.
Для государства предел работоспособности (SLS), эти мосты предназначены учетом того, что предельное состояние декомпрессии не должно быть достигнуто, поэтому минимальное сжатие закрыт. При перегрузке возрастает до предельного состояния лимита (ULS), суставов существенно открыть (рис. 1), а также структуры быстро теряет жесткость и достигает значительных отклонений. Тот факт, что не существует пассивное усиление пересечения соединения означает, что изгибающие моменты должны осуществляться на более активное укрепление или выше начальных напряжений в стали сухожилий. В опертой мосты, не SLS декомпрессии, который поможет design3 но ULS нормальных напряжений.
Сдвига передачи через открытые соединения представляет собой более сложную тему. Общепринятой теории предлагает сдвигового силами на всей территории совместного через веб и фланцев, двух качественно и количественно различных механизмов. Первый механизм учитывает поддержку влияние взаимосвязанных сдвига ключи обычно предоставляется в суставе. Просто сдвига ключей, остающихся в контакте возможность передачи сдвига через открытое соединение. Второй представляет собой силу трения, возникающей, когда два плоских поверхностей и сжатыми, как правило, скольжения один против другого, пропорциональный фактическим compression.4
Одним из спорных вопросов, касающихся оценки сдвига потенциала сустава количественного сжатия плоские зоны раздела, которые подвержены передать сдвиговые нагрузки см ^ ^ к югу. Некоторые authors5, 6 предел часть пояса, способные передавать сдвига только в районах, рядом с ткани.
Еще один вопрос, который вызывает споры среди исследователей является укрепление сегмента в непосредственной близости от открытого акционерного. Некоторые authors5, 6 поддерживают необходимость предоставления дополнительной поперечной арматуры, чтобы повесить сдвига в зоне рядом с открытого акционерного. Рисунок 2 наглядно эскизы основания для этого подкрепления.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Хотя модели сегментарной мостов несвязанных подкрепление в сочетании среза и изгиба нагрузки уже были испытаны ,7-10, авторы полагают, что это первый случай, когда полные экспериментальные исследования поведения таких особых структур подошел, которая непосредственно занимается с укреплением вешалкой и эффективная ширина сдвигового течения. Кроме того, это первый раз, что реальные натурные испытания были проведены на этот вид пучка стальной фибробетона (SFRC), и что его поведение по сравнению с аналогичным обычных бетонных балок.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Реакция обычных бетонных балок под касательные напряжения не могут быть изучены на секционных уровне. Формирование стойкой и галстук механизм сдвига передачи до отказа требует исследования пространственного сдвига ответ. Таким же образом, структурные ответ сегментарной бетонных балок с сухими суставов и внешней напрягаемой слишком сложна для всего чистого секционного анализа для оценки сдвига ответ.
Известно, что в любой луч, сдвиговые нагрузки V, действуя на участке х, математически связаны с внешней M изгибающего момента, по формуле. (1)
... (1)
После трещин от изгиба, внешний изгибающий момент M, в каждом сечении х пучка, компенсируется за счет пары осевых сил, разделенных рычага г, в том числе на сжатие и растяжение осевое усилие, N ^ к югу с ^ и N ^ к югу S ^ соответственно (уравнение (2))
M (х) = N ^ к югу с ^ * г = N ^ югу C ^ * г = N * г (2)
Тогда из уравнения. (1) может быть преобразовано следующим образом
... (3)
В обычных бетонных балок, рычага г остается примерно постоянной в пределах двух смежных секций, по крайней мере на начальном этапе загрузки. Затем
... (4)
и
... (5)
Уравнение (5) представляет собой, традиционно известного как луч эффект и приводит к распределению касательных напряжений по длине и ширине поперечного сечения после раскрытия трещин происходит на рис. 3 (а). Следовательно, необходимо разместить стремена, чтобы нести растягивающие напряжения, когда веб-пучка трещин (стойки и галстук аналогии). Если в результате каких-либо обстоятельствах связи продольной арматуры с окружающими бетон потерял, укрепление не в состоянии изменить свое напряжение с одного участка на другой луч, который предполагает
... (6)
и
... (7)
Уравнение (7) известен как эффект арки и означает, что поперечная сила сопротивляется наклона осевой сжимающей силы. Как правило, эти два механизма, накладываются друг на друга до пучка не справляется сдвига.
В сегментарной структуры с внешней напрягаемой, где нет пассивных усиление соединения сегментов, где напрягаемой связаться сухожилий конкретные только на якоре блоков и уклонисты, осевое усилие остается практически постоянной в каждом поперечном сечении пучка. Таким образом, передача поперечной силы зависит от арки эффект. Таким образом, неотъемлемой ассоциации продольных сжимающих напряжений и касательных напряжений происходит. Распределение нормальных и касательных напряжений в разделе таких структур представлены на рис. 3 (б).
Экспериментальная программа
Испытание дизайн
Shear испытания участие в общей сложности шесть сегментарных пучков с I-формы сечения 0,60 м (1,97 м) в высоту и 7,60 м (24,93 м) в длину. Три из пучков были брошены нормального обычного бетона (ПК) и других трех SFRC. Пучков были предоставлены с блокировкой сухой суставах, три сдвига ключи 90 мм (3,54 дюйма) высотой в каждое соединение.
Испытания были разделены на две серии: первая серия участие четыре просто при поддержке балок с пролетом 7,20 м (23,62 м), состоящая из трех сегментов различной длины собраны с внешними предварительного напряжения, к которым внешние нагрузки Q ^ подпункта 1 ^ была применена до отказа (рис. 4). Следующие номенклатуры, используемые в настоящих серии испытаний:
1. V1-PC-35: PC пучка средней прочности при сжатии цилиндра F ^ см ^ к югу от 30 МПа (4350 фунтов на квадратный дюйм) с осевой силы предварительного натяжения 350 кН (78,7 KIPS);
2. V1-PC-70: PC пучка F ^ югу см ^ = 30 МПа (4350 фунтов на квадратный дюйм) с осевой силы предварительного натяжения 700 кН (157,4 KIPS);
3. V1-SFRC-35: SFRC пучка F ^ югу см ^ = 30 МПа (4350 фунтов на квадратный дюйм) с осевой силы предварительного натяжения 350 кН (78,7 KIPS), а также
4. V1-SFRC-70: SFRC пучка F ^ югу см ^ = 30 МПа (4350 фунтов на квадратный дюйм) с осевой силы предварительного натяжения 700 кН (157,4 KIPS).
Цель V1-PC испытаний была проверка поведения открытых акционерных при воздействии на сдвиговом нагружении, дать количественную оценку влияния осевой предварительного напряжения сил от возможностей совместных и структуры, а также изучение эффективности поперечной арматуры вблизи совместных чтобы определить, если это необходимо, чтобы включать усиление подвески, который предлагается некоторыми authors.5, 6 С V1-SFRC испытаний, которые дополняют V1-PC испытаний, целью было изучить возможность замены обычных усиление сдвига стальными волокнами при использовании SFRC. С этой целью укрепление обычных помещен в V1-PC пучков ( несколько продольных балок, размещены, чтобы избежать преждевременного разрушение при изгибе из самых сегмента).
Вторая серия опытов была предназначена для дальнейшего изучения сдвига передачи в открытое акционерное. В частности, задача заключается в меру возможностей совместных и проверить вклад сжатого фланец для передачи поперечных сил в структурах со сдвигом службы / эффективная глубина / сут отношения выше, чем отношения рассматриваются в ходе испытаний на Four
С этой целью два пучка 7,60 м (24,93 м) в длину и 0,60 м (1,97 м) в высоту были испытаны до разрушения. Каждый луч состоял из двух сегментов, прошла испытания в соответствии threepoint нагрузки (рис. 5). В каждой из структур, которая состояла из главного пролета в 6,00 м (16,69 м) и консольные 1,40 м (4,59 м), предельное состояние декомпрессии был превзойден за счет увеличения нагрузки Q ^ ^ 1 к югу. После церемонии открытия совместного было достигнуто, и при сохранении нагрузки Q ^ ^ 1 к югу постоянной, нагрузка Q ^ 2 ^ к югу был применен и более вплоть до разрушения балки. Таким образом, нагрузка Q ^ 2 ^ к югу допускается увеличение поперечной силы на совместном без увеличения изгибных моментов.
Конфигурация V3 тест был нацелен на воспроизвести условия непрерывного пучка, в котором рядом с суставов поддерживает носить с собой большие изгибных моментов и поперечных сил, действующих одновременно. Кроме того, тесты целью сравнить влияние SFRC в случае пучков со сдвигом стремена. Балки условно усилены, с высокой степенью усиление сдвига на совместной зоны
Следующие номенклатуры, используемые в этом второй серии испытаний:
1. V3-PC: PC пучка F ^ югу см = 33 МПа (4786 фунтов на квадратный дюйм), с осевой силы предварительного натяжения 250 кН (56,2 KIPS), а также
2. V3-SFRC: SFRC пучка F ^ югу см = 38 МПа (5511 фунтов на квадратный дюйм), с осевой силы предварительного натяжения 250 кН (56,2 KIPS).
Сечения пучка на середине пролета на рис. 6. Более полное геометрическое определение и укрепление подробную информацию об этих тестов описан в работах Piernagorda11 и Turmo.12
Изготовление
Опалубка для балок, изготовленных из фенольных деревянных панелей. Геометрии ключей был настроен с помощью стандартных отраслевых формованных стали коробки при существующих опалубки. Укрепление была предоставлена ложная магазин, а затем помещается в формы. Подробная информация о пакете укрепление расположение можно увидеть на рис. 7 и 8 для V1-V3 и SFRC, соответственно. Обратите внимание на существенное различие укрепление отношений обеих серий.
Конкретные поставлялось из бетонного завода. Стальные волокна были добавлены на сайт по транзиту смешивания грузовик. Потому что цель заключается в том, чтобы эмулировать реальные условия изготовления сегментарных мосты как можно больше, литье было проведено в два этапа: в конце сегментов пучка V1 (сегменты D1 и D3 на рис. 4) и сегмента D1 пучка V3 (рис. . 5) были отлиты в первой фазе, когда сначала вылечить, в его центральной части пучка V1 и сегмента О2 V3 пучка матч-литой на втором этапе в отношении первого сегмента. Консолидация была обеспечена с помощью внутреннего уплотнения с помощью иглы вибратора. Опалубка была снята после 48 часов.
BBR система была использована для предварительного напряжения с помощью небольшого гидравлического домкрата натяжения. Балки V1-75 были предоставлены восемь предварительного напряжения сухожилий (к югу ^ р = 1120 мм ^ 2 ^ SUP [1,74 дюйма ^ ^ SUP 2]), Балки V1-35 с четырьмя (к югу ^ р = 560 мм ^ SUP 2 ^ [0,87 дюйма ^ ^ SUP 2]), а Балки V3 с двумя (к югу ^ р = 280 мм ^ 2 ^ SUP [0,43 дюйма ^ ^ SUP 2]). Натяжение было проведено с активной стороной (отмечены на рис. 4 и 5), в то время как лучи на полу. Потом, балки были расположены на их поддерживает, а из-за тряски и движения пучков, напрягаемой stressess измеряется в активных и пассивных крепления были равны.
Материалы
Каждый из пучков был брошен с обычным бетоном или SFRC. Смеси доля на кубический метр был 400 кг цемента, 825 кг от 0 до 5 мм, песка, 950 кг от 5 до 12 мм, гравий, 190 л воды, а также высокой дальности водоредуцирующим примеси дозировка 0,9%. В случае SFRC, 60 кг стальных волокон были добавлены. Прочность на сжатие на дату тестирования и результаты испытаний спад приведены в таблице 1. Горячекатаные деформированных стальных стержней были использованы в качестве пассивного подкрепления. Эта сталь класса имеет минимальным пределом текучести 500 МПа (72,5 KSI), минимальный предел прочности 550 МПа (80 КСИ) и минимальное удлинение 12% расчетной длиной пять раз превышает диаметр (по аналогии с оценки 75 из ASTM 615). Бары были поставлены вырезать и потом наклонился и помещается в формы. Предварительное напряжение стали марки Y было S7 1860 с номинальной прочности 1860 МПа (270 КСИ), идентичные класса 270 KSI предложенный ASTM 416. Номинальный диаметр 15,24 мм (0,6 дюйма).
Измерительные приборы
Напряжений в напрягаемой сухожилий контролируется с помощью датчиков (0,5 MN номинальной нагрузки). Датчики были размещены в конце активного и пассивного угона тупик Балки V1-SFRC-35, V1-SFRC-70, V1-PC-35. Деформации от напрягаемой сухожилий была измерена через тензодатчики приклеены к кабелей после натяжения (G). Отклонения и совместных отверстия были измерены магнитные экстензометры. При этом оборудование, цель заключалась в получении информации для определения эволюции величины исполнительных преднапрягающей силы и потерю эксцентриситета в ходе испытания (и, следовательно, уменьшение рычага).
С целью проверки распределения нормальных напряжений по ширине плиты, тензодатчики (ЭГ) были вкраплены в верхний фланец пучка в зоне рядом с совместной В1-PC испытаний. Встроенные датчики деформации (EG), также на веб-сегмента с целью определения распределения напряжений в Сети между открытыми суставов. Два гидравлических приводов 0,25 и 1,00 MN возможности были использованы для испытаний, которые измеряли нагрузку через встроенный клетки. Как, например, приборы установки для луча V1-PC на рис. 9.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
Серия испытаний V1
Ответ пучков линейна вплоть до отделения и декомпрессии суставов (между сегментами D2 и D3)-момент, когда совместное открывает и резкое потери жесткости свидетельствует (рис. 10). Декомпрессии нагрузки тесно связана с осевой силы предварительного натяжения и его значение в каждом тесте можно вывести либо из пунктов изменением наклона нагрузка-смещение кривых (рис. 10) или от нагрузки и совместного реагирования открытия (рис. . 11). После совместного отделен и разжимается, она продолжает открывать при увеличении нагрузки и, соответственно, отклонения луча значительно увеличивается. Соединение между сегментами D1 и D2 не открывал ни в одном из тестов.
Поведение преднапрягающей силы, измеренные на якорной стоянке местах вдоль испытаний V1-SFRC-70, можно увидеть на рис. 12. Такой ответ качественно аналогична полученной от других тестов серии V1. Ответ показывает, как предварительного напряжения сил остается практически постоянным до достижения приложенной нагрузки Q ^ югу D = 0,152 MN (34,2 KIPS), что соответствует декомпрессии и разделение сустава. Сил в сухожилиях, остается постоянной и равной силы угона за вычетом до суставов открывать. Напрягаемой сила растет почти линейно только после совместного открывается, оставаясь почти постоянной на его рассмотрении. Средний преднапрягающей силы на провал 1,45 раз выше первоначальной предварительного напряжения сил (от Это соответствует увеличению напряжения в краткосрочной сухожилий (измеряемая с нагрузкой Сотовый C2), что и долго жил (измеряемая с нагрузкой Ячейка C1). Стресс повышает измеренные при активном крепления угона конец совпадают с теми, измеренные при пассивной крепления тупик ..
Встроенные датчики деформации были включены только в V1-PC испытаний. На рисунке 13 показана нагрузки деформации ответ от встроенных датчиков деформации в V1-PC-70 испытаний. Сравнение подобное поведение Приборы EG4 и EG5, расположенный в верхнем фланце балки, указывает на постепенное увеличение сжимающих деформаций с нагрузкой. Это означает, что нормальные напряжения распределены достаточно равномерно по всей ширине верхний фланец, указав, что эффект сдвига отставание незначительно. Калибровочные EG2, расположенный в нижней фланец, постепенно теряет свое первоначальное сжатие производства предварительного напряжения сил по мере увеличения уровня нагрузки. После окончательного состояния предел декомпрессии достигается, то кривая принимает вертикальной касательной, соответствующей нулевой деформации.
С предотказовых фазы, стоит отметить, что явное положение нейтральной оси, а также количество активных ключей сдвига и растрескивание развития, неразрывно связаны с осевой предварительного напряжения сил. Обратите внимание, что только PC пучков были рассмотрены на провал, ибо обычные подкрепление хватает Балки V1-SFRC. Был страх, что хрупкое разрушение может произойти, что может причинить вред как людям, так и оборудования. Таким образом, испытания были прерваны, когда неминуемая неудача интуиция.
В Луч V1-PC-35, трещин и затронула только верхние клавиши (рис. 14 (б)). Впоследствии диагональных трещин сегмента D3, который начинает на базе ключей и ориентируется на 40 градусов в направлении места погрузки, вертикальные трещины после положение стремени. Наконец, горизонтальная трещина появляется в сжатой зоны, в общей зоне, из-за чрезмерного нормальных напряжений, а также разрабатывает к погрузки потери горизонтальности благодаря сочетанию нормальных и касательных напряжений. Пучка не удается через фланец под силу сдвига V и ^ к югу, ехр = 0,081 MN (18,2 KIPS).
В Луч V1-PC-70, как следствие глубокого положение нейтральной оси, трещин влияет на три кнопки (рис. 14 (г)). Опять укрепление сегмент вызывает ветвление трещины, которая развивается после расположение поперечной арматуры, перпендикулярной к оси сегмента. Эта трещина, с наклонением 70 градусов к горизонтали, наконец, концентраты всего раскрытие трещины. Отказ происходит, когда трещина сдвига достигает сжатия зоны, соответствующей сдвига силу V и ^ к югу, ехр = 0,136 MN (30,6 KIPS).
В Луч V1-SFRC-35, только одна трещина, на базе центральной клавиши. Она разработана с наклонением 45 градусов до самого дна верхнего фланца, продолжая свое развитие по горизонтальной плоскости на веб-интерфейсе-фланец, добиться существенного открытия, как видно на рис. 14 (а). Тест был прерван до отказа балки, с совместным подвергается поперечной силы V и ^ к югу, ехр = 0,074 MN (16,6 KIPS).
В Луч V1-SFRC-70, большая трещина возникла на базе нижнюю клавишу, которая развивалась в сторону погрузки с углом 30 градусов к горизонтали (рис. 14 (с)). Открытие совместной полностью распространилось по всему веб-сегмента. Деформации пучков имеют важное значение, визуально заметным. Испытание было прекращено до отказа балки, с совместным подвергается поперечной силы V и ^ к югу, ехр = 0,126 MN (28,3 KIPS).
Серия испытаний V3
В серии испытаний V3, нагрузка Q ^ ^ 1 к югу был применен в середине пролета, как первый шаг. Поведения пучков линейных до декомпрессия сустава. На этом этапе совместной открывает и потери жесткости происходит. После совместного сжата, она продолжает открывать с увеличением нагрузки, а также отклонения луча значительно увеличивается. Когда нагрузка Q ^ ^ 1 к югу достигла значения Q ^ подпункта 1 = 0,198 MN (44,5 KIPS), насоса гидравлического домкрата было выключено, сохраняя Q ^ ^ 1 к югу постоянной до конца испытания. До этого момента, не трескает, которая наблюдалась в Сети пучка.
При сохранении нагрузки Q ^ ^ 1 к югу постоянной, второй привод представляет две нагрузки в структуре: 0.31Q ^ 2 ^ к югу в консольной зоне и к югу 0.69Q ^ ^ 2 в промежуток времени (рис. 5).
В Луч V3-PC, трещины возникают из двух верхних ключей сдвига и продвижение к загрузке точке (рис. 14 (F)). Сдвига стремя рядом совместных перехватывает эти трещины, а затем, хрустя развивается после его местонахождении. Важным событием крекинга локализуется в трещину, которая инициировала на центральную клавишу, и, таким образом открыв становится существенным, производя разделение граней совместных находится ниже его. Луч попадает отсутствии комбинацией нормальных и касательных напряжений в верхний фланец, с совместной подвергаются поперечной силы V и ^ к югу, ехр = 0,134 MN (30,1 KIPS).
Крекинг наблюдается в пучке V3-SFRC был начат на две верхние кнопки (рис. 14 (е)), причем первые трещины, возникающие из основания верхнюю клавишу при нагрузке Q югу ^ 2 = 0,04 МН (9 KIPS) . Впоследствии, потери жесткости структуры очевидна, хотя присутствие волокон вызывало более постепенным, чем потери жесткости в случае V3-PC. Эта трещина развивается на 45 градусов в направлении места погрузки, без какой-либо перехват стремени. При увеличении нагрузки, луч не реагирует с увеличением открытия совместных, но с увеличением ширины трещины. Таким образом, трещины, как представляется, о продлении срока открытого акционерного. В результате открытого акционерного и трещины, структура дает впечатление разделенных пополам с жесткой движения тела, вращения точки на плоскости трещины. Исходная трещина развивается до такой степени, что неудача в фланца происходит за счет сочетания нормальных и касательных напряжений сдвига в силу V и ^ к югу, ехр = 0,132 MN (29,7 KIPS).
Анализ результатов
Результаты испытаний пучка приведены в таблице 2, где максимальная поперечная сила V ^ к югу и, ехр ^ в критической совместных и сопровождающих внешней момент M ^ к югу и, ехр ^, действующие в этом разделе совместного включены. Осевой силы предварительного натяжения P ^ е ^ к югу, измеряемое в зоне крепления камеры нагрузки в то время, максимальная поперечная сила V ^ к югу и, ехр ^ была достигнута, также сведены в таблицы. В таблицу включены также предельного момента M ^ к югу и, известково ^ критической совместного раздела. Этот момент был рассчитываются с учетом максимальных потерь эксцентриситет преднапрягающей силы E, из-за отклонения луча измеряется в ходе всех испытаний. При интерпретации результатов испытаний, следует иметь в виду, что V1-SFRC пучков, не были проверены до разрушения.
Из анализа таблицы 2, кажется, что невыполнение этого чистого нормальных напряжений, индуцированных изгиба в плоскости стыка можно отбросить. Недостаточность фактора безопасности , со значениями, колеблющихся в интервале 0,73 до 0,89. Тенденция наблюдается в таблице 2 видимому, указывает, что по-видимому пучков не терпят неудачу, поскольку в результате достижения их мощность на нормальных напряжений в сечении шва. Это, наряду с анализом развития крекинга до отказа, указывает на неудачи, вызванные высокими нормальных напряжений в сочетании с касательные напряжения, с неисправным механизмом, который не секционные, а пространственное.
Было выведено из теоретического исследования, что в сегментарной структуры с внешней напрягаемой и не пассивное усиление, арка эффект отвечает за сдвига переноса. Это означает, что продольные сжимающие напряжения и напряжения сдвига связаны, поэтому после открытия суставов, поперечная сила передается по всей эффективная ширина фланца. Эти теории были подтверждены результатами экспериментальных испытаний.
Именно так, один из-видимому, более поразительные результаты получены в ходе испытаний, является тот факт, что лучи с очень разными механизмов укрепления настоящее время очень похожи грузоподъемность. V1-PC балки, армированные с обычными стремена сдвига, показал предельных сдвига очень похож на V1-SFRC пучков, без сдвига стремена. Ширина магистральной трещины, явно наблюдается в тестах, означает, что вклад армирующих волокон для сдвига передачи через трещины зоны можно пренебречь на практике, а также любой другой тип механизма передачи касательных напряжений, возникающих от Совокупный эффект блокировки. Сдвигового механизма реагирования, которая обеспечит поток касательных напряжений в балках без сдвига арматуры арки эффект. Только арки эффект позволяет обоснование для балок с учетом и без сдвига стремена, чтобы иметь так аналогичного сдвига несущей способности. Эскиз арки, разработанные в V1 испытаний показана на рис. 15.
Поперечной арматуры, как представляется, не будет эффективной в этих типах структур. Хотя это усиление может быть полезен для контроля трещин (заметным из сравнения рис. 14 (с) и (г)), стальной прокат рядом с открытых стыков не ожидается, передает поперечной силы, потому что они не предназначены для подключения любого стойка с любой галстук. Отсутствии эффекта пучка и тот факт, ограничения потока касательных напряжений в зонах сжатого затрудняет развитие стойкой и галстук механизм, таким образом, сдвига стремена у второстепенную роль. В самом деле, треск, который развивается между объединенной и погрузки в тестовом V1-SFRC-70 (рис. 14 (с)), где нейтральной оси находится на веб-интерфейсе-фланец, не ограничивается структуры для передачи поперечной силы.
Очевидно, что если не будет стойкой и галстук механизм развивается, вешалка подкрепление не представляется необходимым. Кроме того, трещины структур наблюдается в тестах не отражают один, изображенный на рис. 2, который оправдал размещения вешалка подкрепления. Несмотря на наличие диагональных трещин, нет возможности для развития strutand галстук механизм под ключ в контакт, даже на местном уровне. Из-за отсутствия удобно якорь продольной арматуры для выполнения горизонтальной составляющей напряжения сжатия, сжатия стоек не может уравновешивать в области открытого акционерного.
Анализ растрескивания пучков до отказа, с диагональю трещины по всей ширине фланца (рис. 14 (а) и (е)) подтверждает, что вся фланец способен передавать поперечных сил (или, по крайней крайней мере, был в состоянии передать поперечной силы по всей эффективная ширина). Сдвига передачи силу через фланец увеличивает поперечный изгиб, таким образом, правильный изгиб поперечной усиление должно быть обеспечено, если указанный несущей способности структуры должен быть сохранен.
Предел прочности на сдвиг этих пучков после совместного является открытым, не могут быть предсказаны с обычной формулы для оценки прочности на сдвиг в RC и PC пучков. Различные коды предложить различные формулы для вычисления сдвига потенциала в таких пучков. Все эти формулы общей философии. Предел прочности на сдвиг является суммой напряжения сдвига несут конкретные раза больше площади в Интернете, и сдвига перевозимых стремена. Сдвига потенциала конкретных поступает из трех механизмов: дюбель действий (ноль в этом пучки как нет на якоре в укрепление нижнечелюстного сустава); совокупного блокировки (то есть незначительным в связи с открытием суставов), а сдвиг осуществляется сжатым фланец (единственный существующий механизм передачи сдвиг). Площадь Сети передачи сдвига (г 3 (б). Shear переданы стремена могут быть рассчитаны из стремени области пересечения трещин, но трещины не пересекаются стремена в сильно сдвига армированных балок, как показано на рисунке очень аккуратно на рис.
14 (F). Прогнозирование сдвига склона трещина не может быть сделано с обычными формулами. Рис 14 (г) показывает, трещины с наклоном 70 градусов к горизонту, когда сдвиговых трещин должны иметь уклон до 45 градусов в предварительно напряженных пучка ..
Надеюсь, когда сдвиг пролета до глубины увеличивается коэффициент, как это происходит на самом мостов, разрушения образца при изгибе, а не на сдвиг. Это было экспериментально доказано многими исследователями. Среди них, Рамирес-Aguilera, 8 Апарисио и др.., 13 и др. Takebayashi al.14 исследования др. Takebayashi и др. представлены полномасштабные испытания до провала опертой моста, где нет сдвига свидетельствует провал. Совсем недавно, Turmo др. al.15 проверки этих испытаний модель конечных элементов, который принимает во внимание явно сдвига поведение этих мостов и применил ее к изучению фактического мостов и пришел к выводу, что сдвиг не бояться в полномасштабной мостов.
ВЫВОДЫ
Пучка проведенных испытаний позволили авторам извлечь некоторые очень интересные выводы о поведении структур с сухой суставов. Экстраполяция этих результатов на фактических мостов должно быть сделано с большой осторожностью. Некоторые факторы, такие как: а) поперечное сечение пучка не поддерживает пропорциональность между ширина фланца и высота секции (в отличие от балка коробчатого сечения из фактической мост), б) соотношение между шириной фланца , а высота испытуемых балок меньше, чем в фактических моста; с) использование реальных масштабах ключи в пучках с малой глубины, г) геометрия пучков с сегментами различной длины, а также е) применяется точечные нагрузки, которые не были распределенных нагрузок, сделать прямой экстраполяции фактических мостов невозможно.
На основании исследований, можно сделать следующие выводы сделал:
1. Кроме того волокна к конкретным видимому, не увеличить несущую способность балок. Об этом свидетельствуют результаты испытаний Балки V3;
2. Крекинга, которая производит провал структура возникает из сустава. Разрушение при сдвиге пучков не секционные, как и при изгибе, а пространственный
3. Трещины картина, что происходит в зоне рядом с совместным, как представляется, заметно повлияла на глубину нейтральной оси, или, по крайней мере, по количеству ключей в контакт;
4. Трещины шаблон, который оправдывает размещение вешалка усиление в непосредственной близости от открытого акционерного не видно. Кроме того, обычные усиление сдвига не приносят видимых результатов в этих испытаниях, так как пучки при условии со сдвигом стремена сопротивление очень похожи конечной силы сдвига по сравнению с SFRC пучков без каких-либо обычных усиление сдвига (V1 серии);
5. Режим отказа фланца, с трещинами, проходящие через него, с одной стороны на другую, кажется, отказаться от теории о том, что передача касательные напряжения происходит только в Сети области;
6. Теоретический анализ и экспериментальные испытания подтверждают тезис, что нормальные и касательные напряжения связаны в подобных структурах, с фланцем быть способен передавать касательные напряжения по всей ее эффективной ширины. Таким образом, фланец также принимает участие в борьбе против поперечных сил;
7. Увеличение поперечного прогиба в связи с тем, что часть поперечной силы на самом деле передается через фланец должны быть приняты во внимание при проектировании поперечной арматуры, а также
8. Предел прочности на сдвиг этих лучей, как только совместные открыто, не могут быть предсказаны с существующей формулы для оценки прочности на сдвиг в обычных PC и RC пучков.
Дальнейших исследований
Это было бы удобно проводить испытания по балкам, которые действительно масштабной модели моста. Это позволит определения эффективной ширины пояса, которые будут использоваться при передаче поперечных сил. Даже если МКЭ двумерная модель была validated12 (сложность которого не позволяет представление в данной работе), то было бы желательно иметь трехмерной модели проектирования, калибровка с этими шесть испытаний и с другими осуществляться в будущем, способны прогнозирования поведения сдвига этого типа структуры. Это позволит изучать поведение до разрушения с другими типами нагрузки.
Авторы
Авторы благодарят J. Piernagorda за его вклад в развитие исследований в экспериментальной фазе. Частичное финансирование исследований с испанским министерством науки и технологии (Проект MAT2002-00849), а также с испанским министерством общественных работ (Проект: "Теоретическое и экспериментальное исследование сдвига Передача в Сегментные стали волоконно железобетонных балок, с внешним Предварительное напряжение и сухие суставов ") является весьма признателен. Один из авторов воспользовались стипендии от испанского Министерства образования и культуры от 2000 до 2003 (стипендия для формирования университетских профессоров).
Нотация
^ К югу р = площадь напрягаемой стали
^ См югу = сжатого плоской зоне сухих сустав, который подвержен сдвиговой передачи нагрузки
Ь к югу ш = ширина полотна
е = эксцентриситет напрягаемой стали, расстояние между прядь и центр масс конкретные поперечного сечения
F ^ югу см = означает конкретные цилиндра силы на дату тестирования
г ^ к югу 1 = собственный вес нагрузки
M = изгибающий момент
M ^ к югу и, известково = конечной ожидается момент присоединиться к разделу (изгиб)
M ^ к югу и, ехр = исполнительных момент в зоне соединения при отказе
N = осевое усилие
N ^ к югу с = осевое усилие на конкретных
N ^ к югу ы = осевое усилие на сталь
P ^ югу F = окончательного преднапрягающей силы
Q = внешние вертикальные нагрузки
R = вертикальной реакции при поддержке
V = сдвига
V ^ к югу р = сдвига за счет предварительного напряжения
V ^ к югу и, ехр = сдвига в зоне соединения при отказе
г = плечо рычага
Ссылки
1. Мюллер, J., "Построение Лонг-Ки-мост", журнал Института предварительно напряженного железобетона, ноябрь-декабрь 1980, с. 97-111.
2. Шафер Г., Бангкок Блокбастер ", строительный журнал, т. 69, № 1, январь 1999, <A HREF =" http://www.pubs.asce.org/ceonline/0199feat.html "мишень = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> http://www.pubs.asce.org/ceonline/0199feat.html </ A>.
3. Рамос, Г., "Исследование структурных Поведение железобетонных мостов с внешним предварительного напряжения", кандидатская диссертация, ETSICCP, Барселона, февраль 1994. (На испанском)
4. Рамирес, G.; Макгрегор, R.; Крегер, ME; Робертс-Уолманн, К., и Брин, J., "Прочность на сдвиг сегментарной структуры", Труды семинара AFPC Внешние предварительного напряжения в структурах, Сен-Реми-ле - Шеврез, июнь 1993, с. 287-296.
5. Virlogeux, М., "некоторые элементы для кодификации внешних предварительного напряжения и сборных сегментов", Труды семинара AFPC Внешние предварительного напряжения в структурах, Сен-Реми-ле-Шеврез, июнь 1993, с. 449-466.
6. ATEP, "Проектирование и строительство мостов и сооружений с внешним предварительного напряжения", Мадрид, сентябрь 1996. (На испанском)
7. Мак-Грегор, RJG, "Оценка прочности и пластичности Три-Span Внешне после напряженной балки моста Box Модель", диссертация, Техасский университет в Остине, Остин, Техас, август 1989.
8. Рамирес-Aguilera, Г., "Поведение несвязанных после Натяжение Сегментные балки с несколькими Shear Ключи", магистерской, Университет штата Техас в Остине, Остин, Техас, январь 1989.
9. Anllo, М., "Экспериментальный анализ до Неспособность Внешне предварительно напряженного железобетона Балки", MSc тезис, Университетской Politecnica Каталонии в Барселоне, Испания, 1996. (На испанском)
10. Фор, B.; Bouafia, Ю.; Soubret, R.; и Томас П., "Испытание на сдвиг тональности стыков сборных сегментов", Труды семинара AFPC Внешние предварительного напряжения в структурах, Сен-Реми-ле-Шеврез, Июнь 1993, с. 297-319.
11. Piernagorda, J., "Shear Испытания Сегментные бетонных балок с внешним предварительного напряжения и сухие суставов," тезис мастера, ETS-де-де Ingenieros Каминос, Барселона, июнь 2002. (На испанском)
12. Turmo, J., "изгиб и сдвиг Поведение Сегментные железобетонных мостов с внешним предварительного напряжения и сухие суставов", кандидатская диссертация, ETSICCP, Барселона, июль 2003, <A HREF = "http://www.tdx.cesca.es/TDX -1030103-090157 / "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> http://www.tdx.cesca.es/TDX-1030103-090157/ </ A> (на испанском)
13. Апарисио, AC; Рамос, Г. и Касас, JR, "Проверка Внешне предварительно напряженного железобетона Балки", инженерных сооружений, V. 24, № 2, 2001, с. 73-84.
14. Takebayashi, T.; Deeprasertwong, К. и Leung Ю., "полномасштабной разрушительным Испытание сборных Сегментные Box балки моста с сухим суставы и сухожилия внешних," Труды Института гражданских инженеров-зданий и сооружений, Август 1994, с. 297-315.
15. Turmo, J.; Рамос, Г. и Апарисио, AC, "Исследование метода конечных элементов структурной Поведение Сегментные железобетонных мостов с несвязанных предварительного напряжения и сухие суставов: Просто Поддерживаемые Мосты", инженерных сооружений, V. 27, No 11, стр. . 1652-1661.
Хосе Turmo является доцентом в училище гражданской техники Ciudad Real Университета Кастилья-Ла-Манча. Он получил диплом бакалавра в области гражданского строительства и степень магистра в Университете Кантабрии, Испания, а также докторскую степень в Техническом университете Каталонии, Барселоне, Испания. Его исследовательские интересы включают стальных и бетонных конструкций.
Гонзало Рамос адъюнкт-профессор Школы гражданского строительства Барселона, Технический университет Каталонии. Он получил диплом бакалавра в области гражданского строительства и степень магистра и доктора в Техническом университете Каталонии. Его исследовательские интересы включают конкретные структуры и управления строительством.
Анхель C. Апарисио является профессором в Школе гражданского строительства Барселона, Технический университет Каталонии. Он получил диплом бакалавра в области гражданского строительства и степень магистра в Техническом Университете Мадрида, Мадрид, Испания, и степень доктора философии в Университете Кантабрии. Его исследовательские интересы включают структурные поведения и долговечность бетонных конструкций.