Дизайн-Lap сращивания бары: является упрощение Возможно ли это?

Хотя точность оценки прочности коленях сращивания улучшается, сложность конструкции для укрепления развития постоянно растет. Это исследование изучает развитие простую и надежную конструкцию выражения. Уравнения в области развития и сращивания подкрепления в ACI 318-05 наряду с другими предложениями дизайн критически оцениваются в свете 203 незамкнутыми и только 278 испытаний балок, где сращивание области был подвергнут постоянным моментом. Простое положение проект разработан, который основан на физической модели напряженности растрескивание бетона в коленях сращивания регионе. Это новое выражение Показано, что в соответствии с нынешней практикой проектирования, применять на существующих результатов испытаний и простой в применении.

Ключевые слова: связь; арматурной, развитие длины арматуры; соединения; стремя.

(ProQuest-CSA LLC: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении многих лет, точность оценки прочности коленях сращивания улучшается. Это улучшение было прямым результатом увеличения объема имеющихся результатов тестирования и усовершенствования, внесенные в описательной уравнений. Наряду с этим улучшение, однако, наблюдается увеличение сложности расчета процедур и увеличение числа переменных рассматривается. Это усложнение также нашла свое отражение в разработке положений. В стремлении обеспечить повышение производительности и лучше отражать поведение, возможно, что нынешние процедуры конструкцию стал излишне изощренными и сложными для разработки приложений?

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Как заявил Вестергаард (1952), "дает простые устройства, возможно, 80 процентов правды, в то время как в ближайшие 10 будет трудно достигнуть, и последние 10 невозможно. В свете этого, может быть можно еще ухватить суть связи поведение, используя довольно простой методике. Следовательно, цель данного исследования является изучение развития простую и надежную конструкцию обеспечение для расчета прочности.

ДИЗАЙН ПОЛОЖЕНИЯ

Чтобы правильно оценить упрощенной конструкции выражения, сравнения с нынешней практикой, как это предусмотрено существующими выражения дизайн является целесообразным. Особый интерес представляют разработки положений, предусмотренных МСА 318-05 (ACI Комитет 318 2005), а также разработке рекомендаций, полученных от МСА 408R-03 (ACI Комитет 408 2003).

МСА 318-расширенный

Дизайн положений ACI 318-05 для развития и сращивания на основе уравнения связи напряжений разработан др. Orangun и др. (1975, 1977). Это выражение на основе нелинейного регрессионного анализа результатов испытаний балок круг соединений и отражает влияние длины, крышки, расстояние, бар диаметра, бетона и поперечной арматуры на прочность закрепленных баров. Влияние всех переменных, контролирующих развитие длина выражена в ACI 318-05, раздел 12.2.3, уравнение. (12-1). Это уравнение, представленные в виде формулы. (1) и будет называться "ACI продвинутых" в этой статье.

... (1)

где К ^ к югу tr = поперечной индекс арматуры, K ^ югу tr = (A ^ югу tr ^ е ^ ^ у, к югу) / (1500sn); ^ к югу tr = общая площадь поперечного сечения всех поперечной арматуры, что находится в пределах расстояния с и которая пересекает плоскость потенциальных расщепления путем усиления разрабатываются in.2; с ^ к югу Ь = шаг и не закрывайте измерения, дюйм (использование меньшего либо расстояние от центра бар или провод до ближайшей бетонной поверхности или 1 / 2 центра к центру расстояние из баров или проводов в стадии разработки), г ^ к югу б = номинальный диаметр арматуры, дюйм; е ^ к югу с ^ '= заданная прочность на сжатие бетона, фунтов на квадратный дюйм; е ^ к югу у = указанного предела текучести арматуры, фунтов на квадратный дюйм; е ^ у, к югу = указанного предела текучести поперечной арматуры, пси; л ^ Sub D = развития длина, дюйм, п = несколько баров время сплайсинга или разработаны вдоль плоскости расщепления, S = шаг поперечной арматуры, дюйм; фактор, а

Чтобы ограничить вероятность вывода недостаточность, ACI 318-05 требует, чтобы срок (с ^ к югу Ь К ^ к югу tr ^) / д ^ югу Ь не принимать больше 2,5.

МСА 318-упрощенная

ACI 318-05 позволяет использовать упрощенное уравнение рассмотрении минимальным покрытием или поперечной арматуры. Это упрощение представлены в табличной форме в ACI 318-05, раздел 12.2.2, и здесь представлена в таблице 1. Упрощенные выражения, будет называться "ACI упрощенной" здесь и основаны на формуле. (1) при предположить (с ^ к югу Ь К ^ к югу tr ^) / д ^ югу Ь отношений. Первая строка в таблице считает отношение 1,5, а второй строке (в других случаях) считает отношение 1,0. Из уравнения. (1) непосредственно включает эффект от толщины покрытия и поперечной арматуры, а не считать (с ^ к югу Ь К ^ к югу tr ^) / д ^ югу Ь соотношение значительно короче длины развития обычно рассчитывается с помощью этого выражения, чем рассчитанные по в таблице 1.

МСА 408 разработки рекомендаций

МСА 408R-03 (ACI Комитет 408 2003) рекомендует для сращивания и критериев развития длину на основе работы Цзо и Дарвин (1998, 2000). Этот проект рекомендации относится как к обычной и высокой относительной укрепление области ребер. Она также включает в силу понижающего коэффициента

... (2)

...

С = С ^ ^ к югу мин 0.5d ^ югу Ь (3)

... (4)

... (5)

т ^ к югу г ^ ^ = 9.6R югу г, 0,28

T ^ Sub D = 0.78d ^ югу Ь 0,22 (7)

где с суб б = нижнюю крышку, дюйм; с ^ ^ мин к югу, к югу с ^ тах = минимальное или максимальное значение с ^ с ^ к югу и к югу с ^ Ь, дюйм; с ^ с ^ к югу = мин (с ^ ^ к югу си 0,25, с ^ ^ к югу так); с ^ к югу си = половине четкое расстояние между баров, дюйм; с ^ к югу так ясно = покрытия стороны арматура, дюйм; R ^ югу г = относительная площадь ребра арматуры (для обычного армирования, средняя R ^ г ^ к югу значение 0,0727 могут быть использованы); T ^ Sub D = терм, представляющий влияние бар размера стали вкладом в Суммарная сила связи, а также к югу T ^ г = терм, представляющий влияние относительной площади ребром на стали вкладом в общую силу связи.

ДИЗАЙН МЕТОД РАЗВИТИЯ

Описательные уравнения, предложенного ранее авторами (Canbay и Frosch 2005) попытки смоделировать связь поведения с учетом физической модели конкретных напряженности трещин в коленях сращивания регионе. Предлагаемые описательные уравнения можно резюмировать следующим образом

... (8)

где / ^ к югу б = нагрузка на арматурного проката, пси; югу F ^ расщепления = радиальные силы, необходимой причиной расщепления; F ^ югу стремя = дополнительное сопротивление напряженности в плоскости разделения предоставляемый стремена, к югу ^ Ь = площадь отдельных сращивания бар, in.2 п = количество баров время сплайсинга или разработаны и

Уравнение (8) можно переписать в развернутом виде на случай расщепления стороны, как это предусмотрено формулой. (9). F ^ ^ к югу расщепления на основе показателями прочности расщепления плоскости предполагая конкретные прочности 6 [квадратный корень из F] ^ C ^ югу 'в то время как F ^ ^ к югу стремя основан на растяжение сопротивление стремена полагая стремя подчеркнуть, что это изменение на коэффициент п [квадратный корень из F] ^ C ^ югу '/ 170.

... (9)

... (10)

... (11)

, где ^ ^ й к югу = площадь стремена, in.2; N ^ суб-м = число стремена, N ^ югу л = число стремя ноги, и

Модель включает в себя нелинейных распределения растягивающих усилий по расщеплению плоскости. Таким образом, фактическая продолжительность соединения и охватывают размеры изменяются в соответствии с формулой. (10) и (11). Предыдущем исследовании (Canbay и Frosch 2005) показано, что соотношение между численностью соединения и соединения длина может быть выражена примерно в квадратный корень из соединения длина бар диаметру. Аналогичным образом, взаимосвязь между численностью соединения и крышка могут быть включены на квадратный корень из кавер-на-бар диаметру. После подстановки эффективную длину (уравнение (10)) и эффективного обложки (уравнение (11)) в уравнение. (9), уравнения могут быть решены для соединения длины, как показано ниже. Угол Эти значения являются оптимальными средней величины, основанные на предыдущих исследованиях (Canbay и Frosch 2005).

... (12)

к югу, где г ^ = средневзвешенное покрытие размеры

... (13)

Уравнение (12), уравнения второго порядка в л ^ ^ Sub-D, поэтому Есть два корня. И корни вещественны и положительны, указав, что оба они должны быть рассмотрены с нижней корневой физически значимым. Изменение факторов эффективная длина соединения и эффективное покрытие должно быть равно или меньше 1,0 по формуле. (10) и (11). Эти два предельных значений, указанных в формуле. (14) и (15) должны быть проверены после решения уравнения. (12)

C

... (15)

Уравнение (12) может быть легко решена для различных конкретных преимуществ, стали напряжений и бар диаметров.

Различных тематических исследований были рассмотрены с целью разработки простого выражения дизайна. В этих исследованиях нескольких параметров были рассмотрены.

Бетон на прочность бетона варьировалась в пределах от 2500 до 10000 фунтов на квадратный дюйм (от 17 до 69 МПа) в 1500 фунтов на квадратный дюйм (10 МПа) шагом.

Стали стресс-Сталь напряжения варьировалась от 30 до 75 KSI (207 до 517 МПа).

Количество сращивания решеткой Поскольку предлагаемые выражение включает число сращивания бары, некоторые случаи были сочтены. К ним относятся три, четыре и пять баров время сплайсинга. Несколько баров должны быть рассмотрены за неудачи стороны расщепления. Для расщепления лицом неудач, однако, лицо покрытия используется непосредственно, а не боковую крышку взвешенное среднее значение.

Бар-Бар диаметра размером от № 3 до 11 (от 9,5 до 35,8 мм) были исследованы. Бары больше № 11 (35,8 мм), не рассматривались, поскольку они не допускаются в качестве коленях сростков в соответствии с МСА 318-05 (раздел 12.14.2.1).

Поперечные подкрепления минимальное количество поперечной арматуры считалось за исключением случая, плит. Галстук с расстояния была определена в соответствии с минимальными требованиями поперечной арматуры (раздел 11.5.6.3 МСА 318-05), а расстояние между ограничения для поперечной арматуры (раздел 11.5.5.1 МСА 318-05). Для вычисления расстояния стремя, № 3 (9,5 мм), класс 60 (414 МПа), бары считались поперечной арматуры.

Бетонные покрытия Бетонные-покрытие было принято в качестве минимального разрешено строительство код. По данным ACI 318-05, раздел 7.7.1, покрытие дается как 1-1/2 дюйма (38,1 мм) для балок и колонн не подвергается воздействию погоды или при контакте с почвой для nonprestressed монолитно-бетонных . Для плит покрытия рассматривается как 3 / 4 дюйма (19,1 мм).

Бар-расстояние минимальное свободное расстояние между брусьями был взят прутка диаметром D ^ Ь к югу, но не менее 1 дюйма (25,4 мм) (ACI 318-05, раздел 7.6.1).

Рисунок 1 дает пример результатов этих анализов. Сплошные кривые на основе модели связи в то время как пунктирные линии обеспечивают прямой приближении линии. Кривых включать коэффициент запаса 1,2. В случае, представлены четыре сращивания бары считаются. Поскольку половина минимальное свободное расстояние между баров гораздо меньше, чем боковой панели, средневзвешенный размер покрытия уменьшается за счет увеличения числа баров. Это снижение приводит к увеличению длины соединения требуется. Скорость этого роста, однако, падает резко увеличивая количество баров. Для случая, изображенного на рис. 1, а также учитывая № 8 (25,4 мм), бар с 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа), бетон, увеличивая количество баров с четырех до пяти увеличивает продолжительность соединения на 6,3%, а увеличение количества баров с пяти до шести увеличивается Длина соединения только дополнительные 1,2%.

В соответствии с рис. 1, для № 8 (25,4 мм), баров и 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа) бетона, соединения длиной около 55d ^ югу Ь не требуется. Повышение прочности бетона может снизить спрос сращивание длины. Так, например, соединения длина уменьшается примерно 35D ^ югу Ь, если 10000 фунтов на квадратный дюйм (69 МПа), конкретные указан.

Соображений безопасности

Коэффициент безопасности

Следует отметить, что запас прочности 1,2 используется в уравнение развития дизайна. Этот фактор увеличивает безопасность развитых стресса стали от 60 до 72 KSI (414 до 496 МПа) и может рассматриваться в качестве пособия для разработки упрочнения в сращивания баров, обеспечивая производительность после выхода без разрушения сцепления. Это обстоятельство, однако, также может быть рассмотрена с другой точки зрения. Предлагается выражение калибруется с помощью базы данных об имеющихся результатах испытаний и не включает в себя фактор безопасности. Таким образом, среднее соотношение измеренных стали стресс расчетным стали стресс (F ^ ^ тест югу / ж ^ ^ к югу известковый) приходится примерно 1,0. Хотя примерно 50% приходится на расчеты со стороны консервативного (более 1,0), остальные остаются unconservative (менее 1,0). Использование фактора безопасности 1,2 сдвиги распределение 20% в консервативной направлении. Чтобы обеспечить оценку вероятного разброса и распространение развитых связи напряжений, измеренных расчетным стали стресс отношения рассчитаны на основе модели связи были умножены на 1,2

Рисунок 2 и 3 обеспечивают распределения для 203 незамкнутыми и только 278 тестовых данных, соответственно. Подробная информация о базе данных можно ознакомиться в предыдущем исследовании (Canbay и Frosch 2005). С помощью переключения графики, используя коэффициент 1,2, только 10% для незамкнутыми и 16% для только тест не дойдет до их номинальной потенциала урожайности (.

Эксперимент по сравнению с практикой

Это имеет важное значение в разработке дизайна выражение, чтобы обеспечить надежную и реалистичную переход от экспериментальных результатов и реальной практикой. В общем, сращивание испытания проводятся для худшем случае, что редко, если вообще имеет место на практике. Многие факторы причине сбоев не наблюдается сращивание и развития длины требуется в соответствии с взрослыми строительных норм и правил, которые были значительно меньше, чем требуется текущий код.

Некоторые параметры, которые могут повлиять на отношения между лабораторные испытания и практика заслуживают рассмотрения.

Минимальное страхование и минимального расстояния-разработка упрощенной конструкции уравнения, минимальное расстояние охватывает и считаются. Использование минимального покрытия и расстояние между обычной практикой, поэтому использование минимального покрытия и расстояние согласуется с практикой. Однако, как заявил в комментарии ACI 318-05 (раздел R7.6 и R7.7), "минимальные пределы были первоначально созданы для разрешения конкретных течь легко в пространства между стойками и между стержней и форм без honeycombing, а также обеспечить от концентрации баров на линии, что может привести к сдвигу или убыли трещин. " В комментарии также предполагает, что это может быть целесообразно использовать большее, чем минимальное страхование и бар расстояний в некоторых случаях, как уравнение развития длины в код функции покрытия и бар расстояния.

Минимальные поперечные подкрепления Для разработки дизайна уравнения, минимальное количество поперечной арматуры было принято во внимание. Согласно строительным нормам, минимальный размер поперечной арматуры должна быть предоставлена. Только участники, которые обычно исключаются плит и опор. В этих случаях, особенно плит, больших расстояний ясно по отношению к прутка диаметром обычно используются. Кроме того, из-за размеров бар использоваться, лицо покрова зачастую больше по сравнению с диаметром баров.

Количество баров-Как говорилось выше, несколько баров влияет на продолжительность соединения. Средневзвешенная боковую крышку изменения с количеством баров из-за различия в измерении боковую крышку относительно четкое расстояние бар. При разработке дизайна уравнения, четыре бара сращивания считаются. Увеличение количества баров не изменить длину соединения значительно, как ранее обсуждалось. Для плит, несколько баров не влияет, поскольку лицо, а не разделения стороны расщепление механизма управления.

Отрицательный момент региона в отрицательном моменте регионов балок (верхней поверхности), боковой крышке сращивания или разработаны баров гораздо выше в связи с наличием плиты. Это увеличение покрытия не является благоприятным для развития и соединения сил.

Бетон на прочность на сжатие указанных конкретных е ^ к югу с ^ 'отличается и отличается от средней прочности при сжатии поставляется на сайте. Бетон, как правило, поставляются выше, чем указано на сжатие бетона в соответствии с требованиями средней силы ACI 318-05 (раздел 5.3.2). Например, для указанной прочности при сжатии 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа) (если стандартное отклонение не имеется), средней прочности при сжатии 5200 фунтов на квадратный дюйм (36 МПа) должны быть представлены. В случае исследования, представленного на рис. 1, это увеличение прочности бетона (1200 фунтов на квадратный дюйм [8 МПа]) приводит к 12%-ное снижение соединения длина № 8 (25,4 мм), бар. Следует также отметить, что указанная прочность на сжатие на основе стандартных цилиндров, которые вылечить лаборатории и протестированы на 28 дней (обычно). Разница в цилиндре прочность по сравнению с фактическими на месте силы также должны быть рассмотрены.

Все бары сращиваются в то же региона В базе данных 100% от баров сращивания в том же месте. По данным ACI 318-05 (раздел 12.15.1), на требуемую длину соединения следует умножить на 1,3. Хотя этот рост не основана в измеряется разница между соединения и развития длины, увеличение длины содержится в кодекс в целях поощрения дизайнеров "для постепенного сращивания по улучшению поведения ответственных деталей".

коэффициент нагрузки и конструкции на прочность по ACI 318-05, необходимые силы должны быть выражены в терминах учтены нагрузки и дизайн силы должны быть приняты в качестве номинального силы умножаются факторы силы сокращения. Мультипликаторов по обе нагрузки и сопротивления стороны производят рабочие напряжения, которые меньше возможностей материалов. Так как длина круга соединения расчета, представленные здесь, основаны на предел текучести стали, коэффициент запаса прочности по своей сути включены из-за нагрузки и факторы силы сокращения.

Максимальное напряжение региона в базе данных, все образцы проходят испытания в постоянном регионе момент. Эта нагрузка не является распространенным явлением на практике. Бары, как правило, сращиваются в регионах минимальное напряжение где это возможно. Кроме того, в момент при типичных нагрузках не является постоянной, а уменьшается по длине соединения, что снижает спрос на соединения. Таким образом, сращивание длины рассчитывается по формулам, разработанные для постоянного регионах момент является консервативной. Кроме того, в соответствии с МСА 318-05 (Разделы 12.15.1 и 12.15.2), сращивание длина должна быть увеличена 30%, если площадь стали условии менее чем в два раза, что требует анализа в области соединения. Это требование обеспечивается главным образом поощрять дизайнеров сращивание баров от области высоких растягивающих напряжений.

ДИЗАЙН УПРОЩЕНИЕ

Рисунок 1 представляет собой тематическое исследование по ряду конкретных преимуществ. При разработке кривых на рис. 1, стали стресс е ^ к югу Ь к югу в формуле. (12) был умножен на 1,2, чтобы включать фактор безопасности. Принимая во внимание различные конкретные сильные стороны, стали подчеркивает, количество сращивания баров, бар диаметров, было установлено, что кривые могут быть линеаризованных, в результате чего упрощенной конструкции выражения. Во всех случаях исследования, бетона, бар интервал, а также количество поперечной арматуры рассматривались как минимум в соответствии с МСА 318-05. Этот анализ показал, что прочность бетона можно объяснить использованием его квадратный корень, а стали стресс можно объяснить использованием ее квадрат

... (16)

Эта формула включает в себя запас прочности 1,2 и эффект минимальный поперечной арматуры. Для простоты, множитель в знаменателе формулы. (16) может быть снято, если стресс стал выход берется KSI вместо фунтов на квадратный дюйм.

Уравнение (16) можно еще более упростить рассмотрение сталь выхода из ф 60 KSI (414 МПа) и указанные прочности бетона F ^ к югу с ^ 'в 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа). В этом случае, это выражение упрощается до 57d ^ Ь к югу. Учитывая, что коэффициент безопасности 1,2 был применен и принимая во внимание взаимосвязь между эксперимент и практика, как уже говорилось ранее, было сочтено, что постоянный член может быть сокращен до 50, простота конструкции, как это предусмотрено формулой. (17).

... (17)

Следует отметить, что уравнение. (17) применима только для 60 KSI (414 МПа) стали и 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа) бетона. Скромным подсчетам, это уравнение может быть использовано для бетонов повышенной прочности и более низких уровней стали стресс.

Оценка методов проектирования

На рисунке 4 приводится сравнение предлагаемого уравнения дизайн (уравнение (16)) с ACI передовых, ACI упрощена, и МСА 408 уравнений. Следует отметить, что пример представлен на рис. 4 был оценен для / ^ к югу у = 60 KSI (414 МПа), е ^ ^ к югу с '= 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа), так и для минимальной бетона и пробелы. Расчеты были основаны на использовании минимального количества поперечной арматуры. На этом рисунке, все кривые, за исключением ACI упрощенной кривой продлить параллельно и близко друг к другу до № 6 (19,1 мм), бары. Они начинают расходиться для бара размеров больше, чем № 7 (22,2 мм). Из-за использования Следует отметить, что, хотя, включенных в МСА 318 код, ACI Комитет 408 не поддерживает использование

ACI упрощенное уравнение неожиданно лежит ниже (около 25%) ACI расширенный уравнение № 7 (22,2 мм) и более крупных баров. Как правило, упрощенное уравнение дает консервативные ценности по сравнению с передовыми уравнения. Причина этого низкий расчет, что ACI упрощенное уравнение была получена (с ^ к югу Ь К ^ к югу tr ^) / д ^ югу Ь стоимостью не менее 1,5 рассмотрении вопроса об использовании минимального поперечного армирования. В случае исследования рассматривается на рис. 4, однако, (с ^ к югу Ь К ^ к югу tr ^) / д ^ югу Ь была рассчитана на 1,5 ниже, № 7 (22,2 мм) и более крупных баров. В № 11 (35,8 мм), бар, соотношение снизилось до 1,14. Как видно на рис. 4, ACI упрощенное уравнение очень консервативным № 3 (9,5 мм) и № 4 (12,7 мм), баров, а по сравнению с другими уравнений дизайна.

В этом же исследовании случай был рассмотрен учитывая высокую прочность бетона (10000 фунтов на квадратный дюйм [69 МПа]) и представлены на рис. 5. Как видно, с увеличением прочности бетона, необходимого капель соединения коленях длины. И для нормальной и высокой прочности бетона, ACI упрощенное уравнение и МСА 408R-03 рекомендации для Кроме того, и для нормальной и высокой прочности бетона, ACI передовых и МСА 408R-03 уравнений стала квартира № 8 (25,4 мм) и большей баров, в то время как предлагаемые уравнения дизайн продолжает расти.

Потому что общая практика такова, чтобы обеспечить минимальное покрытие, конкретные исследования, предоставленные на рис. 4 и 5 были исследованы минимальным покрытием и промежутках условиях. Требуемую длину соединения коленях, однако, может легко быть уменьшены за счет увеличения покрытия. Например, в случае, когда расстояние между баров считается 2D ^ югу Ь а дБ представлены на рис. 6. Поскольку предлагаемые уравнения были выведены рассмотрении минимальным покрытием и интервал, предложенный кривых не меняется с изменением расстояния. Кроме того, ACI упрощенное уравнение не меняется. Единственное различие между рис. 4 и 6 наблюдается в развитых и ACI ACI 408 кривых. Эти кривые снижены примерно на 30% для № 7 (22,2 мм) и более крупных баров.

Кроме того, предлагается уравнение было выведено учитывая минимальной поперечной арматуры. Таким образом, предлагаемый кривые не изменяется с увеличением количества поперечной арматуры и консервативны. Наряду с увеличением количества поперечной арматуры может уменьшить длину соединения, соединения длины не может быть значительно уменьшена рассматривает практические ограничения. Так, например, удвоить минимальный размер поперечной арматуры на 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа), бетон и № 8 баров (25,4 мм), уменьшается продолжительность соединения только 11%, по данным ACI расширенный уравнения и 7% по 408 выражений.

Как показано на рис. 4 по 6, ACI 408 дизайна рекомендации для Кроме того, в МСА 408 рекомендации для

Сравнение с результатами испытаний

Поскольку эти относительные сравнения, это интересно оценить дизайн выражения с имеющихся данных испытаний для оценки применимости различных методов. Точность предсказания конструкции уравнений оценивались как по имеющимся незамкнутыми и только тестовые данные. Дизайн уравнения были решены за стресса стали, а измеренные напряжения были получены из результатов испытаний. Распределение отношения измеренных расчетным стали напряжения приведены на рис. 7 и 8 для неограниченных и только испытания, соответственно. В эти цифры, только испытания соединения длиной не менее 12 дюймов (304,8 мм) и л ^ ^ к югу г / г ^ к югу Ь В общей сложности 144 237 незамкнутыми и испытания только в базе данных соответствуют эти ограничения.

Как показано на рис. 7, все проектные условия приводят значения менее 1,0 (unconservative) в неограниченном тестовых данных. Среди разработке положений, МСА 408R-03 дизайн предложение В таблице 2 представлены статистические данные, а также процент unconservative прогнозы на неограниченном тестовых данных. МСА 408R-03 дизайн рекомендации для МСА 408R-03 дизайн рекомендации, однако, имеет самый низкий стандартное отклонение и коэффициент вариации среди проектных рассматриваемых методов. Такой низкий разброс МСА 408R-03 метода очевидна в крутым и узким распределением показано на рис. 7. Следует отметить, что, хотя уравнение. (16) выполняет хорошо, оно было получено на сумму не менее поперечной арматуры и не подходит для неограниченных тестовых данных.

Методы проектирования также по сравнению с только тестовыми данными. Для только тесты, МСА 408R-03 снова уравнение обеспечивает оптимальное распределение, как показано как графически, так и статистически. Это привело к низким стандартным отклонением среди проектных выражения (табл. 3). Значительное число результатов испытаний (21,9%), однако, упал ниже 1,0 и unconservative для Несмотря на высокий уровень консерватизма ACI упрощенное уравнение (рис. 8) с максимальным отношением прогнозирования 4,21, некоторые результаты остаются под 1,0. Как видно, распределение ACI расширенный уравнение лучше, чем ACI упрощенное уравнение. Обеспечивается низкий коэффициент прогнозирования (0,641), однако, и 20,7% от соотношения опускается ниже 1,0.

Предлагается выражение разработанной формулой. (16) консервативная достаточно разумного распределения. Средний коэффициент прогнозирования предлагаемого уравнения дизайн довольно высока, особенно для ограниченных тестовых данных (1,65). Следует отметить, что испытания в базу данных, были проведены с учетом эффекта удержания, а также различные покрытия и расстояний. Таким образом, (с ^ к югу Ь К ^ к югу tr ^) / д ^ югу Ь значения значительно выше, колеблется от 0,84 и 6,76 в среднем 2,91, тогда как предлагаемый уравнения для минимальное количество поперечных подкрепление имитации обычной практикой строительства и обеспечить стабильные результаты. Как видно из рис. 7 и 8, а предлагаемые Expression Design может привести к развитию длины ниже указано, что в настоящее для небольших баров (рис. 4), сокращение длины по-прежнему консервативны.

Наконец, следует отметить, что эта база данных включает в себя значительное число испытаний конкретных преимуществ больше, чем 10000 фунтов на квадратный дюйм (69 МПа). Тридцать процентов неограниченном испытаний (43 из 144) и 23% только испытания (54 из 237) имеют конкретные преимущества между 10000 и 16000 фунтов на квадратный дюйм (69 до 110 МПа). Анализ результатов испытаний показывает, что уравнения. (16) дает аналогичные результаты для нормальных и высокая прочность бетона. Следовательно, выражение подходит для использования с высокой прочности бетона до 16000 фунтов на квадратный дюйм (110 МПа).

ПЛИТ

Потому что минимальные требования для различных плит ACI 318-05, этот случай рассматривается отдельно. Плиты, как правило, не содержат поперечной арматуры. Кроме того, расстояние между барах, как правило, большие. В результате разрушения сцепления чаще всего контролируемых лицом расщепления. Таким образом, предлагаемая модель, уравнение. (8), можно переписать игнорируя стремя силы (F ^ югу стремя = 0) для ухода за лицом расщепления следующим

... (18)

Для плит, боковую крышку с ^ ^ к югу так не определенные, и оба боковую крышку и расстояние между баров, с ^ ^ к югу си, может быть просто определена как с ^ с ^ к югу. Как и в случае разделения стороны, уравнение. (18) может быть решена при длине соединения путем введения эффективной длины эффективного покрытия и

... (19)

В уравнении. (19), с ^ с ^ к югу равна половине расстояния между баров вместо средневзвешенного покрытия и расстояние, представленные ранее для горизонтального разделения неспособность стороны. Следовательно, бесконечное количество баров в случае, плит. Это уравнение также может быть использован для поясного сращивания без поперечной арматуры, которые не в режиме разделения лицо. Уравнение (19) не включает в себя фактор безопасности. Для оформления целей, необходимых напряжений стали должна быть увеличена 20%, которые будут совместимы с расчетная формула, ранее представленной

... (20)

Рисунок 9 предоставляется в случае плит рассмотрении е ^ к югу у = 60 KSI (414 МПа) и / ^ с ^ к югу '= 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа). Кривые, рассчитанные по формуле. (20), а также расширенный ACI, ACI упрощена, и МСА 408R-03 рекомендации предоставляются. Бетонное перекрытие было принято до 3 / 4 дюйма (19,1 мм) в соответствии с МСА 318-05 (раздел 7.7.1). Четкое расстояние между брусьями был взят 6 дБ (с ^ к югу си = 3дБ) как типичный минимума. В общем, продольной арматуры, используемых в плитах небольшого диаметра, поэтому графики оцениваются до № 8 (25,4 мм), бары.

Как можно видеть, ACI упрощенное уравнение переоценивает необходимой длины для соединения № 7 (22,2 мм) и более баров. Это частично связано с тем, что 3 / 4 дюйма (19,1 мм) покрытия меньше, чем г ^ к югу Ь, требующих использования "других случаях", как это предусмотрено таблице ACI (табл. 1). Как видно, использование упрощенное выражение (уравнение (16)) является unconservative в этом случае, особенно для небольших размеров бар. Хотя отдельные выражения, такие как уравнения. (20) могут быть использованы специально для плит, было хотел обеспечить выражения, которые могут объединить дизайн плиты и балки. Таким образом, новое уравнение было разработано

... (21)

Рисунок 9 и 10 обеспечивают сравнение методов проектирования плит с учетом как нормальный и высокопрочного бетона, соответственно. Как видно, уравнение. (21) дает разумные результаты для применения в плит. Применимости формулы. (21) был также оценена для пучка случаях, которые ранее обсуждались и на рис. 4 до 6. Как показано на рис. 4, наклон уравнения. (21) уменьшается от предусмотренного формулой. (16) обеспечение тесного матч другие выражения дизайн для больших размеров бар. Уравнение (21) существенно падает между кривыми предлагается МСА 408R-03. Как следует из формулы. (21) не включает в себя выгодным эффект увеличения покрытия и бар интервал, безопасности увеличивается, как показано на рис. 6, где четко интервал был увеличен с дБ до 2 дБ.

Уравнение (21) сравнивается с базой данных на рис. 7 и 8 для неограниченных и только испытания, соответственно. Статистических исполнении этого выражения и по сравнению с другими методами, ранее обсуждались в таблице 2 и 3. Как видно, уравнение. (21) дает результаты, близкие к формуле. (16). В самом деле, стандартное отклонение и коэффициент вариации снижение по сравнению с этим выражением. Принимая во внимание все имеющиеся результаты в базе данных, формулы. (21) приводит только 9,7% от unconservative расчетов неограниченном испытаний и не unconservative расчеты для ограниченных испытаний. Следует отметить, что для неограниченных тестовые данные, unconservative результаты иметь место в случае близко расположенных бары с небольшими крышками. Для пучков, минимальная заключения должны быть использованы, а для плит, ясно расстояния менее чем на 3 дБ не являются типичными. Этот анализ показывает, что унификация и упрощение дизайн может быть достигнуто путем использования формулы. (21).

РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ

Сплоченной и упрощенный дизайн выражение для расчета развития и сращивание длины была разработана. Это выражение на основе минимального покрытия и промежутках между требованиями в соответствии с требованиями МСА 318-05 для балок и плит. В случае пучков, включение минимального поперечной арматуры в соответствии с требованиями код также рассмотрел. Следующее выражение, предлагаемых для целей проектирования

...

Предлагаемого уравнения дизайн оценивали по результатам испытаний образцов 381 пучка подвергается постоянным момент более соединения регионе. Из этих образцов, 144 образцов были построены без поперечной арматуры в то время как 237 образцов были построены с поперечной арматуры. Все образцы имеют рассмотрел соединения длиной не менее 12 дюймов (304,8 мм) и др. ^ югу Ь / д ^ югу Ь соотношение больше 16. Предлагается выражение и по сравнению с дизайном выражения приводится в ACI 318-05 и МСА 408R-03.

На основании этой оценки было установлено, что предлагаемый Expression Design обеспечивает превосходное общие результаты и применяется для разработки пучков, а также плит. Кроме того, предлагаемое выражение применимо за конкретные ограничения силы ACI 318-05 и могут быть использованы для конкретных сильных сторон до 16000 фунтов на квадратный дюйм (110 МПа). Хотя МСА 408R-03 расчетная формула полагает, что несколько дополнительных переменных, в том числе бар расстояние, крышка, относительная площадь ребра и поперечной арматуры, коэффициент вариации для предлагаемого Expression Design лишь немного больше, чем для 408R-03 выражение. Кроме того, предлагаемое выражение конструкция обеспечивает повышенную безопасность по отношению и к ACI 318-05 и 408R-03 выражений дизайна. Очевидно, что простой методология может ухватить суть связи поведение позволяет упрощение конструкции арматуры и развития сращивание длины.

Коэффициенты пересчета

1 дюйм = 25,4 мм

1 кип = 4,448 кН

1 = 6,895 KSI МПа

Авторы

Е. Canbay провели это исследование, как пост-докторские научным сотрудником на факультете гражданского строительства Университета Пердью посредством гранта НАТО "Наука Программа стипендий, находящихся в ведении Научно-технический исследовательский совет Турции (НАТО-B1). Благодаря распространяются за их поддержку, что сделало это исследование возможно.

Ссылки

ACI Комитет 318, 2005, "Строительный кодекс Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 430 с.

ACI Комитет 408, 2003, "Бонд и развитию прямых арматуры при растяжении (ACI 408R-03)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 49 с.

Canbay Э., Frosch, RJ, 2005, "Бонд прочность Lap-сплайсинга бары," Структурные ACI Journal, В. 102, № 4, июль-август, с. 605-614.

Orangun, CO; Jirsa, JO, и Брин, JE, 1975, "Сила якоре бары: Повторная оценка результатов испытаний по длине развития и сращивания" Доклад исследований № 154-3F, Центр по шоссе исследований, Университет Техас, Остин, Техас, 78 с.

Orangun, CO; Jirsa, JO, и Брин, JE, 1977, "Повторная оценка результатов испытаний по длине развития и сращивания", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 74, № 3, март, с. 114-122.

Вестергаард, HM, 1952, теории упругости и пластичности, Harvard University Press, Cambridge, Mass, 176 с.

Цзо, J., и Дарвин, D., 1998, "Прочность высокой относительной площади ребер арматуры," Доклад С. М. № 46, Университет штата Канзас научно-исследовательский центр, Лоуренс, Kans., 350 с.

Цзо, J., и Дарвин, D., 2000, "сращивания прочности обычных и высокой относительной ребер района бары в норме и высокопрочный бетон", ACI Структурные Journal, В. 97, № 4, июль-август, с. 630-641.

Эрдем Canbay является доцент кафедры гражданского строительства на Ближнем Востоке технический университет, Анкара, Турция. Он получил степень бакалавра в Стамбульском техническом университете, Стамбул, Турция, а также степень магистра и доктора из Ближневосточного технического университета. Кроме того, он изучал, как пост-докторские научным сотрудником на факультете гражданского строительства Университета Пердью, Уэст-Лафайетт, штат Индиана

Роберт Дж. Frosch, ВВСКИ, является адъюнкт-профессор гражданского строительства в университете Пердью. Он получил BSE Тулэйн университет, Нью-Орлеан, Луизиана, и его МФБ и кандидатскую степень в Университете штата Техас в Остине, Остин, Техас Он является председателем комитета ACI 224, трещин, а также членом комитетов МСА 318-C , безопасность, удобство обслуживания и анализа; 408, Бонд и развития арматуры; 440, армированных полимерных Укрепление и совместных ACI-ASCE Комитет 445, сдвига и кручения.