Перфорация армированных и после напряженной бетонной плите-Column соединения
Данные, собранные в shaketable испытания две, примерно 1/3-scale двухэтажном плоской пластины с использованием кадров поперечной арматуры, а также данных из предыдущих испытаний была проведена оценка для оценки соотношения interstory дрейфа, когда сбои происходят перфорации для железобетонных и после -натянутой плиты столбцов соединения и без поперечной арматуры. Дрейфа соотношениях штамповки на отказ по два shaketable образцы были примерно равными значениям сообщили квази-статических испытаний единичных экземплярах без поперечной арматуры, но существенно меньше, чем об квази-статических испытаний в связях с поперечной арматуры. Обзор результатов испытаний показывает, что билинейные соотношения для бокового дрейфа по сравнению с соотношением тяжести сдвига для оценки потребности в поперечной арматуры на плиту колонки связи, утвержденных для ACI 318-05, раздел 21,11, как правило, консервативные для обычных соединений всех типов подключения. Эти данные также были использованы для оценки параметров, необходимых для простого сдвига прочности унижающие модель плиты столбцов соединения ..
Ключевые слова: колонны, арматуры; сейсмических; плит.
ВВЕДЕНИЕ
Слэб колонки кадров обычно используются для противостоять гравитации и боковых нагрузок в районах с низкой или умеренной сейсмичности и хорошо установленным требованиям дизайна существуют, чтобы избежать сбоев в пробивая плиты колонки connections.1 Чтобы избежать перфорации сдвига неудачи на плите колонки соединения, напряжения сдвига на плите критической секции в результате прямого сдвига (V ^ к югу и ^ / подпункт б ^ о ^ г) и эксцентричный сдвига ( ^) не может превышать номинальную мощность напряжение сдвига критической секции (V ^ югу п ^ = V ^ к югу с ^ V ^ югу S ^), где UnB ^ переданы эксцентричный сдвига (например, как правило, 40% площади, внутренних колонн), V ^ с ^ к югу и у ^ ^ с, к югу от номинальной емкости напряжение сдвига предоставляемые конкретным и поперечной арматуры, соответственно. Если расчетные напряжения сдвига превышает номинальную мощность напряжения сдвига, пробивая неудачи предполагалось, и дизайн должен быть изменен до стресса является приемлемым (например, толстой плите, большие колонки) ..
Для плиты колонки кадров подвергаются боковые смещения в результате землетрясений, пробивая сбои возможны, даже если касательное напряжение на плите критической секции не превышает номинальное напряжение сдвига (то есть не стресс-индуцированного разрушения). В этом случае, он предположил, что мощность сдвига стресс снижает критические секции (например, Пан и Moehle2 и Хокинс и Mitchell3) и штамповки из строя при сдвиге ухудшает способность к тому, что он равен спроса (рис. 1). В этой статье, это называется провал driftinduced чтобы отличать его от стресс-индуцированного провал обсудили в предыдущем пункте.
Экспериментальные исследования железобетонных плоских связностей slabcolumn пластины (например, Пан и Мол, 2,4 Мол, 5 и Робертсон и Durrani6) показали, что величина напряжения сдвига тяжести на плите критической секции, прилегающих к колонке существенно влияет на дрейф уровня, на котором штамповки из строя. Хотя slabcolumn рамки обычно используются для дающая systems1 в зонах высокой сейсмичности, никаких указаний приводится в разделе ACI 318-02,7 21,11, для разработки этих систем.
Изменения кода был одобрен для ACI 318-05,1 Раздел 21.11.5, чтобы прояснить цели код в связи с проверкой потенциальных сбоев для штамповки плит столбцов соединения дающая кадров. Новое положение код оценивает необходимость для поперечной арматуры на slabcolumn соединений на основе interstory бокового дрейфа и отношение напряжения сдвига тяжести на плите критической секции. Кроме того, расчеты могут быть сделаны, чтобы показать, что соединение способен выдержать дрейфа, связанных с разработкой перемещения без перфорации. Второй подход требует либо детальный анализ дающая плиты колонки кадр подвергается введенных бокового смещения или ограничение анализа, в котором требует максимальной связи определяются. Использование ограничить анализ представляется привлекательным при всех сложностях ведения подробного анализа, особенно в тех случаях, когда предохранитель используется для ограничения связи требования. Такой подход не учитывает возможность сдвига деградации силы отмечены на рис.
Связь между тяжестью напряжения сдвига отношение, отношение боковой дрейф, и пробивка сбой в МСА 318-051, а также наиболее подходит линия для испытаний, полученных в результате тестов, изолированных, железобетон, плиты столбцов соединения без поперечной арматуры (табл. 1 ), показаны на рис. 2 (а). Результаты испытаний показывают, что коэффициент бокового дрейфа на штамповка уменьшается с увеличением тяжести сдвиг соотношения и результаты консервативного для базы данных существующих тестов (только 4 из 76 испытаний ниже отношении ACI), которые представляют собой детали, используемые в типичной конструкции плит колонки связи в районах с высокой и низкой до умеренной сейсмической опасности. Для необычной геометрии и количества арматуры, более подробная оценка потенциала для штамповки провал должны проводиться. Следует отметить, что сравнительно мало данных существуют отношения тяжести сдвига больше 0,6, однако для такого большого сдвига соотношения тяжести, новое положение ACI требует поперечной арматуры, если interstory дрейфа составляет менее 0,005 ..
Использование поперечной арматуры на плиту колонки соединения стала сравнительно простой способ увеличить мощность пробивая сдвига без увеличения эффективной глубины плиты (например, предоставление падение панели). Стеррап размещения может быть громоздким, поэтому такие альтернативы, как шпилька-рельсы были разработаны и показано, что effective.8, 9 Результаты приведены на рис. 2 (б) для соединения с поперечной арматуры указывают на значительное рассеяние, со сносом этих показателей на штамповки, начиная примерно с 0,035 до 0,075 за соотношение гравитационных напряжений около 0,5, а также, что относительно мало данных существуют для гравитационных напряжений отношения больше чем примерно 0,6. Робертсон и др. al.10 оценил отношения между боковой дрейф на соотношение перфорации и коэффициент тяжести сдвига для изолированных соединений со сдвигом (шпилька-рейку) укрепление и рекомендовал отношения показаны на рис. 2 (а) и (б). Отношений рекомендовал Робертсон и др. al.10 предположить, что плиты колонки связи со сдвигом стад-рельсы примерно в два раза дрейфа потенциала на штамповки для данного тяжести напряжения сдвига отношение, как соединение без поперечной арматуры (для V югу ^ г ^ / [прямой фи] V ^ с ^ к югу примерно от 0,2 до 0,6) ..
Существующих баз данных для пост-натянутой соединения ограничена три изолированных плиты колонки интерьера соединения проверены Qaisrani11 (рис. 2 (б)). Результаты этих тестов показывают, что после натянутый (PT) плиты колонки кадров может поддержать более высокую боковой дрейф отношений до перфорации, чем обычно, армированные плиты без поперечной арматуры. Выше соотношения дрейфа может быть отчасти связано с большей службы до соотношения толщины (L ^ 1 ^ к югу / ч), используемый в PT плиты колонки строительства по сравнению с железобетонные (RC) строительство (т. е. ~ 25 для RC по сравнению с ~ 40 для PT; относятся к Кан и Wallace12), а также увеличение прочности на срез плиты колонки критической секции в связи с в плоскости сил сжатия е ^ ^ к югу шт порожденных PT (обычно 1,03 до 1,38 МПа [от 150 до 200 фунтов на квадратный дюйм]). Воздействие в плоскости сжатия на дрейф потенциала на перфорации могут быть оценены с помощью рис. 2 (а) с измененной номинальной прочности на сдвиг (т. е. уравнения. (11-36) МСА 318-051), тогда как влияние отношение пролета к толщине рассматривается далее в этой статье ..
По имеющейся информации для оценки потенциала пробивая сдвиг плит колонки связи в промежуточный момент frames1 и дающая frames1 подвергается циклическим нагрузкам весьма ограничено в случаях, когда поперечной арматуры используется, в частности, для пост-натянутой системы этаже. Кроме того, ни один тест не были опубликованы результаты для системы подвергаются posttensioned к динамическим нагрузкам, а также ограниченные исследования были проведены для разработки и проверки shearstrength унижающие моделей. Учитывая, что после натянутый этаже систем с поперечной арматуры, которые обычно используются для дающая кадров в районах с высокой сейсмичностью, цели исследования в настоящем докладе были проводить shaketable исследований по две, примерно 1/3-scale кадров slabcolumn и использовать данные из эти испытания, наряду с данными предыдущего теста, для решения этих острых проблем. Два этажа состоит из образцов conventionallyreinforced (RC) каркас и рама PT связанных с номинальным подкрепления.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Новый код положения МСА 318-051 потребовать, чтобы потенциал для штамповки сдвига неудачи на плите столбцов соединения дающая кадров предстоит оценить. Новые положения, главным образом основаны на тестах, изолированных, железобетонные плиты соединения колонки подвергаются квазистатического нагружения. Имеющихся данных испытаний для PT и сдвига армированных соединений, хотя и в ограниченном количестве, показывают, что дрейф потенциала на пробивая примерно в два раза, что для RC соединений. Подробный обзор имеющихся данных испытаний, а также новые данные shaketable испытаний на две плиты колонки кадры, которые используются для оценки новых положений, а также определить наиболее подходят параметры сдвига прочность унижающие модели для соединений slabcolumn .
ОБЗОР ранее экспериментальные исследования
Влияние прямых напряжений сдвига тяжести на боковой нагрузки пластичности плиты столбцов соединения давно recognized.13 обзор отношений между штамповки неудачи и бокового дрейфа потенциала под воздействием напряжений сдвига тяжести соотношение RC плиты колонки соединений и рамы, с и без подкрепления после натяжения, представлены в следующих подразделах.
Железобетонные плиты столбцов соединения
Пан и Moehle2, 4 и Moehle5 рассмотрела результаты тестирования 23 изолированных, RC плиты колонки интерьера соединения без поперечной арматуры (табл. 1) изучение влияния прямого напряжения сдвига тяжести на боковой нагрузки пластичности. Это база данных была расширена: 1) Дилгер и Браун, 14 Луо и Дуррани, 15 Hueste и Wight, 16 и др. al.10 Робертсон, 17 добавить результаты 18 изолированных, RC плиты колонки интерьера соединения испытываться без поперечной арматуры , 2) Робертсон и Durrani6 добавить результаты для трех внутренних соединений на основе испытаний на плите колонки узлы, состоящие из одного интерьера и два внешних связей и 3) и Хван Moehle18 добавить результаты девяти панельно-каркасных подвергается циклическим двухосных боковых дрейфа.
На основании анализа данных, представленных на рис. 2 (а), четкая тенденция уменьшения дрейфа на штамповки для более серьезный сдвиг соотношения (V ^ ^ к югу г / [прямой фи] V ^ с ^ к югу) отмечено, когда [прямой фи] составляет 1,0 и используя asmeasured свойств материала . Тенденции в данные дополнительных исследований, представленные в таблице 1 для изолированных, RC соединения в соответствии с предыдущими наблюдениями.
Хотя имеются лишь ограниченные данные для обращенно-циклические испытания железобетонных внешних связей без поперечной арматуры, 9 Результаты приведены на рис. 2 (а) в течение четырех образцов показывают, что тенденция для внутренних соединений также относится и к внешней связи. Результаты испытаний изоляции, железобетонная плита колонки связи с поперечной арматуры (табл. 2, рис. 2 (б)) были собраны по Megally и Гали, 8 и Робертсон и др. al.10 изучать влияние гравитации сдвиг соотношения (V ^ подпункт г ^ / [прямой фи] V ^ с ^ к югу) по перфорации неудач. Тенденции отмечены на рис. 2 (б) свидетельствуют о том, что отдельные соединения с поперечной арматуры испытан под квазистатических обратной циклической нагрузки достигнуто значительно больше, чем дрейф отношений изолированных соединений испытываться без поперечной арматуры. Он также отметил, что дрейф потенциала для образцов с studrails составляет примерно 35% выше, чем без стремян для гравитационного сдвига соотношения между 0,15 и 0,50).
После натянутый плиты столбцов соединения
Для пост-натянутой плиты колонки связи, базы данных об имеющихся испытаний (табл. 3, рис. 2 (с)) включает в себя восемь интерьер, экстерьер девять и два соединения угол без поперечной арматуры. Эти исследования включают образцы без поперечной арматуры подвергаются монотонных (4), повторил (7), и обратить вспять циклические (8) боковой загрузкой. Силы тяжести сдвига на некоторых соединений было увеличено в определенное время в ходе испытания по 11 из 19 образцов испытания, по сравнению проводится постоянная в течение всего срока испытаний, поэтому только напряжение сдвига коэффициент тяжести на штамповки, приведена в таблице 3. Для PT соединения, V ^ с ^ к югу рассчитывается с использованием положений ACI 318-05,1 разделе 11.12.2.2. Обзор каждой программе испытаний и детальной оценки дрейфа потенциала на штамповки для каждого теста обеспечивается Kang.19
Shaketable исследований железобетонных и пост-натянутой плиты колонки системы
Относительно небольшое число исследований динамические характеристики системы плоских пластин были conducted.12, 20,21 этих исследований образцов, испытанных на Мол и Diebold20 и Хайес и др. al.21 включены периметру балки; пробивая неудачи индивидуального интерьера соединения не оценивались . Общей конфигурации тест на две, примерно 1/3-scale, два на два залива, две-этажного образцов, испытанных Кан и Wallace12 показано на рис. 3. Плита отношения пролета к толщине (L ^ 1 ^ к югу / ч) 23,1 (RC) и 37,3 (PT) и тяжести сдвиг соотношения (V ^ ^ к югу г / [прямой фи] V ^ с ^ к югу) для дизайна сила F '^ к югу с = 28 МПа (4 КСИ) для внутренней связи были 0,33 и 0,44 для резидентов и PT плиты, соответственно, где [прямой фи] = 0,75. Shear подкрепление, в виде шпильки-рельсы, была использована для увеличения номинальной прочности на сдвиг плит столбцов соединения. Образцы подвергались нескольких серий одноосных покачивая использованием CHY087W record22 от 21 сентября 1999, M 7,6 Chi Chi землетрясения в Тайване, интенсивность сотрясений увеличился на каждого последующего запуска.
Результаты представлены в следующих разделах были получены за ущерб, причиненный уровня возбуждения (Run 4; относятся к Кан и Wallace12) как для резидентов и PT образцов. Более подробную информацию об испытаниях осуществляется Кан и Wallace12 и Kang.19.
Перфорация НЕУДАЧИ-SHAKETABLE ИСПЫТАНИЯ
Отношения в дрейф потенциала на пробивая по сравнению тяжести сдвига соотношения индивидуальных соединений образцов были оценены с использованием различных подходов. Для отдельных соединений, можно было оценить пробивая по изучению взаимосвязи между плиты и колонки кривизны, 19, где кривизны были рассчитаны как разница между двумя или арматурного проката тензометрических чтениях или две средние показания деформации полученные с помощью перемещения калибровочных чтения (разделенные Длина датчика датчика) на противоположных сторонах колонки или плиты, разделены расстоянием между датчиками. Потому что выход колонки продольной арматуры не произошло других, чем на основе первого рассказа, капля в колонке кривизны (или момента) для повышения плиты кривизны означает падение несбалансированного момента перевода в колонке (то есть, пробивая ). В некоторых случаях, однако, недостаточным качеством данных существовала надежно определить эти отношения. В таких случаях, вырубка была оценена путем изучения истории сдвига по сравнению с interstory отношений дрейфа.
Выводы для РС и PT образцов по сравнению с результатами, полученными от предварительного испытания, проведенные в квазистатическом монотонной и циклического нагружения изолированных соединений для расследования значение ключевых параметров, таких, как влияние после натяжения поперечной арматуры (шпилька-рельсы ), а также нагрузки истории (по сравнению с динамической квазистатических).
Железобетонные образца-внешних связей
Слэб кривизны по сравнению отношений колонке кривизны внешней уровня крыши соединения образца RC представлены на рис. 4. При отрицательных изгиб, рис. 4 (а) (RC-FL2NW см. рис. 3 для обозначения) показывает, что выход плиты изгиб усиление происходит на близкую к расчетной кривизны выход [прямой фи] ^ у ^ к югу, и колонна кривизны остается относительно постоянным на уровне -0.001/cm для широкого спектра кривизны плиты (-0,0004 к -0.0025/cm) без потери потенциала момент передачи. Деградация в момент передачи появляется возможность начать примерно т = 14,38 секунды, когда отношение колонке до перекрытия кривизна уменьшается с K3 = 0,054 (т = 14,38 секунды), чтобы к югу K ^ 4 = 0,023 (т = 30,06 секунды). Для положительных изгиб, результаты представлены на рис. 4 (а) показывают, что произошел сбой штамповки для FL2NW связи образца RC между Т = 12,71 и 12,73 секунд, а столбец кривизны падает на 40%. Чем меньше величина К югу ^ 2 ^ (= 0,022 при Т = 30,35 сек) по сравнению с K ^ ^ 1 подпункта (= 0,057, т = 12,72 секунды) в результате перфорации провал.
Плита кривизны по сравнению с участка колонке кривизны для других внешних соединения уровне крыши (рис. 4 (б); RC-FL2NE) отображает сходные черты, с перфорацией отметил недостаточность при отрицательных изгиба. Укрепление штаммов была измерена с помощью тензодатчиков, проставленный на арматурный прокат чтобы убедиться, что плита штаммов усиление в с2 3h превысила доходность и столбцов арматурного проката не дали, где с2 столбец размерности перпендикулярно к направлению приложенного loads.12, 19.
Надежные данные кривизны столбце не были получены на внешних связей на уровне первого этажа. Однако из-за несбалансированного момента передается на первом этаже связи ожидается, будет больше, чем несбалансированный момент передается на уровне крыши (учитывая, что ту же нагрузку тяжести и укрепление существовало на обоих уровнях, и чем выше вращательных жесткость соединения) , пробивая неудачи должны были происходить на уровне первого этажа внешних связей. На основе наблюдаемого ухудшения сдвига базы по сравнению с верхней отношений перемещения, пробивая на первом этаже внешних связей, по оценкам, происходят между т = 12,68 и 12,72 секунд (рис. 5 (а)).
Дрейфа уровней штамповки для соединения опытных образцов были определены с помощью двух подходов: 1) среднее значение соотношения interstory дрейфа этажами выше и ниже соединения ( Средний плит вращения по обе стороны соединения ( В рамках первого подхода, результат определяется по измеренным история перемещений (например, рис. 5), тогда как для второго подхода, плиты вращения ( Упругие поворотов были рассчитаны на основе расчетных плиты кривизны выход [прямой фи] ^ у ^ к югу и жесткость (M ^ югу у ^ / [прямой фи] ^ югу у ^), и предполагается, точка перегиба на плиты в середине пролета, а повороты были пластиковые определяется путем включения плиты средней кривизны определяется из пластиковых датчики перемещений (LVDTs), смонтированных на плите рядом с плитой столбца соединения. Смещение показаний для каждого датчика были поделены на расстояние между контрольными точками датчик для получения среднего напряжения, а средняя кривизна была получена путем деления средней деформации показаний датчиков на верхней и нижней граней пластинки на расстояние между датчиками.
Результаты, полученные с помощью двух подходов были достаточно близки, как показано на рис. 6, и рассматриваются в следующих разделах. Дополнительные подробности, касающиеся испытания и обработки данных обеспечивается Kang.19.
Железобетонные образца-салон связи
Рисунок 7 функции плиты кривизны по сравнению с диаграммами колонке кривизны по обе стороны крыши интерьера связи (RCFL2NC), где средняя кривизны были получены в результате перемещения датчиков встроенных в плиты (или столбца), прилегающих к колонке (или плиты). Хотя силы деградации отличается RC-FL2NC-W (рис. 7 (а)), K ^ югу 1 = 0,751 (т = 14,38 секунды) распадается на K ^ к югу 2 = 0,433 (т = 28,04 секунды), только скромный деградации отметил в других случаях (то есть отрицательное изгибе RC-FL2NC-W или RC-FL2NC-е, а на рис. 7 (а) и (б)). Данные для плиты кривизны получено от усиления датчиков бар деформации также показывают, что приносит плит укрепление произошло на втором этаже интерьера соединения (рис. 7 (с)). Полученные данные свидетельствуют о том, что приносит плит укрепление произошло, но пробивая неудач, вероятно, не происходит во внутренних соединений уровне крыши.
На основе сюжета плит кривизны на западной стороне соединения по сравнению с колонки кривизны для расширения колонке ниже плиты (рис. 7 (г)). Сделан вывод, что первый этаж интерьера связи (RC-FL1NC) произошло штамповки провал примерно т = 12,68 секунды. Отношение колонке до перекрытия кривизны была значительно ниже, после т = 12,68 секунд и положительные, и отрицательные изгиба. Кроме того, столбец кривизны (или потенциала момент передачи) были снижены примерно 1 / 3 от пиковых значений на плите кривизны ± 0.0013/cm, предлагая существенное снижение момент колонке.
Дрейф на соотношение перфорации было получено при использовании тех же двух подходов, описанных ранее для соединения внешних RC, результаты которого приведены на рис. 6 и в таблице 4 и 5. Рисунок 6 показывает, что плиты поворотов при перфорации (или максимальных значений, если штамповки не наблюдалось) диапазоне между 0,024 и 0,037 радиан (среднее значение = 0,028 радиан) для внутренней связи и 0,022 и 0,054 радиан (среднее значение = 0,036 радиан) для внешних связей (табл. 5). В целом, потому что низкого уровня тяжести сдвига существуют для внешних связей, плита поворотов при перфорации для внешних связей, как правило, больше, чем для внутренних соединений, за исключением RC-L1SW соединения (рис. 6). Результаты среднем interstory дрейфа на пробивая также показаны на рис. 6 и указать значения между 0,025 и 0,031 на первом этаже связей между 0,025 и 0,034 на уровне крыши соединений (табл. 4). Значения получены с помощью вращения (табл. 5) и дрейфа (табл. 4), достаточно последовательной, однако, при использовании дрейф отношений, не представляется возможным провести различие между внутренней и внешней связи ..
После натянутый образца-салон связи
Рис 7 (е) и (е) функции колонки и плиты данных кривизны получено от усиления датчики деформации бар для внутренней связи. Значительные сдаваться без деградации наблюдалось как положительные, так и отрицательные изгибе крыши соединения (рис. 7 (е)), что свидетельствует о перфорации сбоев не произошло. Это согласуется с выходом линии, которые наблюдались продлить по всей плиты width.12, 19
Для первого этажа интерьера связи (PT-FL1NC), несбалансированное моменты были выведены из колонки арматурного проката тензометрических данных в верхней части второго этажа колонки (и вычислить M-[прямая связь фи]), трехосный датчик нагрузки данных на базе первой колонке историю, и пол ускорения data.19 Хотя результаты указывают на снижение напряжения после цикла до пика несбалансированного момента (рис. 7 (F)), по-видимому из-за податливость плиты связанных укрепление последующим ухудшением сдвиговой силы на границе между колонкой и плитой (на основе наблюдений с видео), не значительное снижение несбалансированным моментов может быть установлено. Вероятно, это вызвано наличием несвязанных укрепление после натяжения, которая остается упругой из-за долгого несвязанных длины. На основе этих выводов, а также нехватка качественных данных плиты кривизны в другие соединения, плиты поворотов при перфорации не может быть получено для отдельных соединений образца PT. Таким образом, пробивая неудачи оценивались с помощью истории сдвига по сравнению с interstory отношений дрейфа (рис.
5). Основываясь на 35% потери базы сдвига потенциала по сравнению с пиковым значением в отношении остаточной сдвига базы, связанной с емкости колонки, боковые соотношения дрейфа на перфорации оказались колеблется от 2,8 до 4,3% (среднее значение = 3,4%), для первого этажа и крыша соединения, соответственно (рис. 5; табл. 4) ..
DRIFT потенциала на пробивая ПРОТИВ RATIO гравитационные ножницы
Отношения в дрейф потенциала на пробивая по сравнению с соотношением тяжести сдвига были получены для железобетонных образцов без (например, Пан и Moehle2, 4) и конных рельсы (например, Робертсон и др. al.10). Результаты, полученные для shaketable испытания, описанные здесь сравниваются с результатами собранный из существующих тестов из железобетона или плиты PT-столбец соединения, с и без поперечной арматуры, чтобы оценить, являются ли существующие тенденции адекватно представлять результаты динамических испытаний и RC PT образцов с поперечной арматуры. Данных, приведенных на основе фактических свойств материала и коэффициента использования мощности сокращения [прямо фи] = 1. Некоторые важные тенденции проявляются в результаты представлены на рис. 2 и 8.
Для соединения RC без поперечной арматуры (рис. 8), очень четкая тенденция существует, капля в дрейф потенциала на штамповки, как тяжесть увеличивается коэффициент сдвига. Результаты для внешних связей РС shaketable образца (рис. 8), которая включала поперечной арматуры, имеют примерно тот же среднее значение и диапазон как испытания внутренних соединений без поперечной арматуры, а среднее и диапазон RC shaketable интерьера образца соединения (рис. 8), которая включала поперечной арматуры, немного ниже, чем сообщалось в предыдущих тестах. Кроме того, как отметил ранее с использованием данных, приведенных на рис. 2 (а), ограниченные результаты испытаний для изолированных внешних связей соответствуют линии тренда для внутренней связи.
Для PT плиты столбцов соединения, дрейф потенциала на пробивая также сильно повлияли на отношение сдвига тяжести, как показано на рис. 2 (с). Действием силы тяжести сдвига совершенно очевидно для образцов, испытанных в рамках специальной программы испытаний (например, для испытаний и Trongtham Хокинс, 23 и др. Фаутч., 24and Qaisrani11). Линия тренда на рис. 2 (с) был получен из базы данных о результатах испытаний (19 образцов) для единичных экземплярах PT без поперечной арматуры. Результаты, представленные, как правило, показывают более чем разброс результатов испытаний, проведенных на образцах, RC, которые могут быть вызваны диапазоне нагрузок условия для образцов PT (монотонной, чтобы обратить вспять циклических) (табл. 3, рис. 2 (с)). Линия тренда на восемь PT образцов, отменил результаты циклических нагрузок значительно ниже дрейфа оценки на штамповке. Высшее дрейфа значений пробивая были получены для PT плиты столбцов соединения по сравнению с данными за RC плиты столбцов соединения, особенно в связи с большой сдвиг соотношения тяжести, однако, следует отметить, что PT системы имеют тенденцию быть более гибким в связи с большие плиты отношения охватывают до толщины.
Результаты испытаний RC плиты колонки связи с поперечной арматуры приведены на рис. 2 (б) и указать, что дрейф потенциала изолированных образцов, испытанных при квазистационарном, циклические истории перемещения существенно больше поперечной арматуры, где оно используется (например, Дилгер и Brown14). Тем не менее, дрейф этих показателей на штамповки, полученных от shaketable испытаний, описанных в этом документе, существенно меньше, чем полученные в предыдущих тестовых программ для квазистатических нагрузок. Потенциальные причины этих расхождений, рассматриваются в следующих пунктах.
Предыдущие испытания проводились почти исключительно на изолированной плите колонку образцов, а shaketable Исследования проводились на два отсека, два-этажный каркас, который будет из-за жесткой связи. Для пролетных tothickness коэффициенты, используемые для образцов, однако, влияние связи будет минимальным. Кроме того, результаты тестирования девять панели, один-этажный каркас test18 и два отсека, slabcolumn subassemblies6 соответствуют тенденции изолированных испытания соединения (рис. 2 (а)). По имеющейся информации, влияние связью не будет иметь значительное влияние на отношение дрейфа на штамповке.
В квази-статических испытаний, он является достаточно общим, чтобы применяться циклической истории перемещения к поверхности образца и проведение испытаний образца на или рядом с пикового значения перемещения, трещины и повреждения отметил и фотографии. Поэтому есть надежда, что степень и степень растрескивания будут более значительными для квази-статических испытаний по сравнению с динамических испытаний, где пик смещения происходят лишь на короткий период. Учитывая это ожидание, при прочих равных условиях, больше дрейфа потенциала на штамповки можно было бы ожидать для динамических испытаний. Хотя масштабы плиты крекинга менее широко распространены в shaketable тест по сравнению с квази-статических испытаний, 19 дрейфа потенциала на пробивая были существенно меньше, чем ожидалось на основе предыдущих испытаний.
Два фактора могут повлиять на тенденции, отмеченные на рис. 2 (б), которые не соответствуют ожиданиям отмечалось в предыдущем пункте. Во-первых, shaketable испытаний, стад-рейку штаммы были относительно небольшими, то есть максимальное напряжение от 812 мкс (в сравнении с выходом штамма 2500 мкс), измеренные в стад-рельсы относительно невелика, а стержень железнодорожных уступая было , достигнутый во многих других испытаний показана на рис. 2 (б). Эта разница является результатом целей испытаний. Для shaketable тесты, плиты подкрепления, направленные на достижение урожайности до штамповки неудачи (далее в настоящей работе, как-индуцированного дрейфа по сравнению с стресс-индуцированного пробивая провал [рис. 1]), в то время как некоторые другие тесты (Дилгер и Brown14 и Дилгер и Cao25) были разработаны для оценки вклада стад-рельсы к сдвигу, манипулируя условия тестирования (то есть, больший сдвиг плит до момента отношения и плиты отношения подкреплением). Во-вторых, наблюдается поведение во время соединения shaketable испытаний (снятые на видео) показывает, что предел прочности при сдвиге на границе между панелью и колонки ухудшилось, что плиты момент передается к колонне была сокращена, фактически ограничивают плиты ущерба и стад-рейку штаммов.
Хотя дрейфа отношения на основе штамповки для РС и PT shaketable образцов с поперечной арматуры близки к полученным от предыдущих результатов испытаний RC и PT соединения без поперечной арматуры, соответственно, результаты тестов показывают, что использование плит усиление сдвига в значительной степени снижает степень damage12, 19 и, в частности, предупреждает "снижается" пластинки наблюдается в образцах, где поперечной арматуры, не предусмотрено. Кроме того, уровень прочности деградации сдвига армированных соединений не представляется столь резкое, как и для предыдущего испытания, в частности, для образца PT из-за вклад несвязанных после натяжения усиление до момента потенциала. Кроме того, степень растрескивания во внутренних соединений образца PT с поперечной арматуры, было ограничено, 12,19 считать, что это может быть возможным для восстановления связи при относительно низких затратах (например, эпоксидных инъекции). На основании результатов испытаний shaketable сообщили (например, рис.
8), ACI 3181 новых положений, принятых для "Frame члены не пропорционально к сопротивлению силам индуцированные землетрясения движения", для решения вопроса о штамповки плит колонки связи, как представляется, не предотвратить некоторые силы деградации в случаях, когда поперечной арматуры требуется . Степень деградации силы и ущерба в связи slabcolumn, однако, как ожидается, будет существенно сокращен по сравнению с ожиданиями соединения без поперечной арматуры ..
Результаты shaketable программа испытаний связана с относительно слабой гравитации напряжения сдвига в соотношении соединения по сравнению с обычной практикой США (из-за двойной направленности исследовательской программы как для США и Японии практикой). Дополнительные испытания при более высоких коэффициентах (например, от 0,4 до 0,6), будет полезно проверить тенденций, определенных в более высоких коэффициентах тяжести сдвига. Он также отметил, что остаточная (postpunching) создание момент передачи может быть значительно больше (не ноль) для несвязанных строительства PT относительно строительства RC. На основании результатов, представленных в настоящем документе, дополнительные исследования необходимы, прежде чем отношения для штамповки сдвига армированных соединений могут быть разработаны, который бы желательно, чтобы на основе оценки выполнения подхода.
Прочность на сдвиг ДЕГРАДАЦИИ МОДЕЛЬ
В соответствии с МСА 318-051 Раздел 21.11.5 положений, поперечной арматуры не требуется, если подключение дизайн для сдвига дизайн и несбалансированного момента передается по проекту перемещения удовлетворяет Раздел 11.12.6 (то есть, не стресс-индуцированного разрушения). Как написано, это положение не учитывает возможное ухудшение прочности сдвига, который происходит по-индуцированного дрейфа пробивая неудач, поэтому, пробивая неудачи еще может произойти. Чтобы решить эту проблему, доступных моделей для сдвига деградации силы рассматриваются и плиты колонки тестовые данные используются для разработки соответствующих отношений для железобетонных и PT конкретных соединений плиты колонки.
В 1996 году Moehle5 предложил продлить использование сдвиговой модели деградации силы к оценке дрейфа потенциала на штамповки плит столбцов соединения. В подходе, предложенном Мол, 5 историю дрейфа принимается равной плиты ротации, а также плиты вращения определяется как вращения помощью сдвига модели деградации силы на мост RC колонны предложенный Aschheim и Moehle.26 модель отражает тенденции, наблюдаемой для испытаний 23 глубинке связей RC и три изолированных PT интерьера связи вполне well.5 Эти выводы пересмотрены исходя из наличия новых данных, как для плиты столбцов соединения, а также наличие новых прочности на сдвиг унижающие моделей.
Сдвиговой модели деградации силы предложенный Aschheim и Moehle26 применяется к плите колонки соединений. Модель использует два параметра: перемещение пластичности, при котором прочность на сдвиг начинает снижаться ( Значения для этих параметров определяется из существующих данных тест с использованием наименьших квадратов подход, в результате чего к югу Параметров модели определены для соединений RC без поперечной арматуры, очень похожи на те ( использование расширенной базы данных (из 23 образцов используется Moehle5 для 45 образцов приведены в таблице 1), и новые силы сдвига унижающие модель существенно не повлияет на общие тенденции сообщалось ранее.
Для образцов RC с поперечной арматуры, применение модели для сжатых данных (л ^ ^ к югу 1 / ч> 15) указывает на существенное разброс, поэтому надежные результаты не могут быть получены с помощью модели. Для PT соединения без поперечной арматуры, циклические результаты теста будут ограничены только восемь образцов, однако результаты анализа для ограниченного набора данных свидетельствуют о тенденции деградации силы аналогичны для образцов RC без поперечной арматуры. Таким образом, в настоящее время отношения для образцов RC без поперечной арматуры применяется к обеим RC и PT соединений. Таким образом, для резидентов и PT связей, влияние сдвига деградации силы для дрейфа вызванных штамповки может быть оценено с использованием предложенной модели.
Использование предлагаемого сдвигу деградации модели, наряду с типичными плиты отношения охватывают до толщины для RC (л ^ 1 ^ к югу / ч = 25) и PT (л ^ 1 ^ к югу / ч = 40) строительство, альтернативные оценки отношения необходимо для поперечной арматуры на плиту колонки для подключения RC и PT строительства разработаны (например, похожий на используемые в отношении ACI 318-051). (Л ^ 1 ^ к югу / ч) и соотношения V ^ ^ к югу г / [прямой фи] V ^ с ^ к югу коэффициенты используются для оценки и, модель = Наконец, отношение история дрейф предполагается равным история ротации. Результаты, полученные с помощью этого подхода приведены на рис. 9 и показывают, что дрейф потенциала на штамповки для подключения PT существенно больше, чем для RC связей, в первую очередь из-за большего пролета к толщине соотношения для PT соединений. Результаты представлены позволяют сдвига деградации силы должны быть включены, а также рассматривать различия между РК и РТ систем. Эти данные являются полезными как для разработки нового строительства (например, оценка потенциала для штамповки, а также необходимость для поперечной арматуры для систем дающая деформации совместимость), а также оценки slabcolumn соединения для существующей конструкции ..
РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ
Подробный анализ влияния тяжести нагрузки на боковой дрейф на уровне пробивая проводились для двух shaketable испытательные образцы, а также за предыдущие испытания 95 усилены и PT конкретных соединений плиты колонки. За два shaketable образцов, на основе наблюдаемого ухудшения сдвига история по сравнению с interstory отношения перемещения, interstory соотношения дрейфа на пробивая варьировались между 0,025 и 0,034 для образца RC, а также между 0,028 до 0,043 для образца PT. Слэб вращения потенциала на перфорации для отдельных соединений образца RC были определены путем изучения, когда неуравновешенный момент передается в связи упали. Средние и областей вращения значениями, полученными два подхода достаточно последовательной.
Результаты тестов, проведенных shaketable показывают значительно меньше коэффициент дрейфа на штамповки, чем в предыдущих тестах изолированных соединений с поперечной арматуры, возможно, объясняется более низкими требованиями к деформации сдвига арматуры и вращения пластинки колонки связи из-за очевидной потери Интерфейс потенциал сдвига. Тем не менее, с учетом степени повреждения и прочность ожидается ухудшение связи с поперечной арматуры, существенно меньше, чем ожидалось, для соединений без поперечной арматуры.
Модель дрейфа потенциала плиты столбцов соединения предложенный Moehle5 была пересмотрена на основе имеющихся данных испытаний и доступных моделей деградации сдвиговых сил. Пересмотренной модели рассматривается влияние сдвига деградации силы на дрейф-индуцированной пробивая неудач, а также обеспечивает подход к оценке необходимости укрепления плиты сдвига, что различие между РК и РТ соединения, оба эти вопросы не будут рассмотрены в МСА 318-05.1
Авторы
Работа, представленная в данном документе была организована Фаза IV совместного консорциума университетов по исследованиям в области сейсмостойкого строительства (CUREE)-Каджима исследовательской программы. Авторы хотели бы выразить признательность К. Н. Игараси и Suzuki в Каджима корпорации, а также JP Мол, Д. Силд, В. сосед на сейсмостойкого строительства исследовательского центра за их поддержку и советы. Мнения принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения авторов.
Нотация
Ь к югу о = периметр критической секции
с = диаметром от тяжести критической секции к периметру критической секции
D = эффективная глубина разделе
J ^ к югу с = собственности предполагается критической секции аналогичный полярный момент инерции
л ^ к югу 1 = плиты длиной пролета между колонкой поддерживает в сторону боковой загрузкой
V ^ к югу с ^ = номинальный предел прочности на сдвиг в соответствии с конкретными ACI 318-05, раздел 11.12.2
V ^ к югу г = поперечная сила тяжести передается от плиты к колонке
V ^ к югу и ^ = применяется поперечная сила на критической секции
Ссылки
1. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2005, 430 с.
2. Пан, А. Д., а также Мол, ДП, "Поперечная пластичность перемещения железобетонных плоских пластин", ACI Структурные Journal, В. 86, № 3, май-июнь 1989, с. 250-258.
3. Хокинс, Н.М., и Митчелл, Д. ", прогрессирующее обрушение плоских структур плиты", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 76, № 7, июль 1979, с. 775-808.
4. Пан, А. Д., а также Мол, ДП, "Экспериментальное исследование Слэб-Column соединения", ACI Структурные Journal, В. 89, № 6, ноябрь-декабрь 1992, с. 626-638.
5. Мол, ДП, "Сейсмическая проектирования для плоских строительства" Мете А. Sozen Симпозиума: A Tribute из его учеников, SP-162, Ю. К. Уайт и ME Крегер, ред. Американские бетона институт, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1996, 460 с.
6. Робертсон, IN, и Дуррани, AJ ", сейсмической реакции соединения в неопределенных плоской плиты Элементы конструкции", доклад № 41, Департамент строительства, Университет Райс, Хьюстон, Техас, 1990, 266 с.
7. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2002, 443 с.
8. Megally, SH, и Гали, A., "Вопросы проектирования для плит-Column соединения в сейсмических зонах", ACI Структурные Journal, В. 91, № 3, май-июнь 1994, с. 303-314.
9. Megally, SH, "штамповка сопротивления сдвигу из бетонных плит тяжести и землетрясения сил", кандидатская диссертация, Департамент строительства, Университет Калгари, Калгари, Альберта, Канада, 1998, 468 с.
10. Робертсон, В; Каваи, T.; Ли, J.; и Эномото, B., "Циклические испытания плит-Column Соединения с поперечной арматуры", ACI Структурные Journal, В. 99, № 5, сентябрь-октябрь 2002, с. 605-613.
11. Qaisrani, A.-N., "Интерьер после напряженной плоские соединения, подвергнутого вертикальных и двухосных Боковая загрузка", кандидатская диссертация, Департамент строительства, Калифорнийский университет в Беркли, Беркли, Калифорния, 1993, 303 с.
12. Кан, TH-K., И Уоллес, JW, "Динамические Ответы пластинке систем с поперечной арматуры", ACI Структурные Journal, В. 102, № 5, сентябрь-октябрь 2005, с. 763-773.
13. Хокинс Н.М., Митчелл, Д. и Шеу, MS, "Циклические Поведение шести железобетонная плита-Column Образцы Перенос Момент и ножницы," Отчет 1973-74 по проекту Г. И. NSF-38717, раздел II, факультет гражданского строительства , Университет Вашингтона в Сиэтле, Сиэтл, Вашингтон, 1974, с. 306-315.
14. Дилгер, WH, и Браун, SJ ", сейсмостойкость соединения плит колонна," Известия Канадского Общества конференции гражданской инженерии, V. 2, Виннипег, Канада, 1994, с. 388-397.
15. Ло, YH, и Дуррани, AJ ", эквивалентная модель луча для плоских плит зданий-Часть I: внутренняя соединения", ACI Структурные Journal, В. 92, № 1, январь-февраль 1995, с. 115-124.
16. Hueste, MBD и Wight, JK, "Нелинейная Штамповка Shear Отказ модель внутренних дел Слэб-Column соединений," Журнал строительной техники, ASCE, В. 125, № 9, сентябрь 1999, с. 997-1008.
17. Робертсон И., и Джонсон, Г., "Циклические Боковая загрузка Nonductile Слэб-Column соединения", ACI Структурные Journal, В. 103, № 3, май-июнь 2006, с. 356-364.
18. Хван, SJ, а Мол, ДП ", вертикальных и горизонтальных нагрузки Испытания Группа Nine-Флэт-Plate Frame", ACI Структурные Journal, В. 97, № 1, январь-февраль 2000, с. 193-203.
19. Кан, TH-K., "Shake Таблица тестов и аналитических исследований армированных и после напряженной бетона пластинке рамки", кандидатская диссертация, Департамент гражданской и экологической инженерии, Университет Калифорнии, Лос-Анджелес, Калифорния, 2004, 309 стр. .
20. Мол, ДП, и Diebold, JW, "Экспериментальное исследование сейсмической реакции двухэтажного здания на плоской пластине, Доклад № UCB/EERC-84/08, сейсмостойкого строительства Научно-исследовательский центр, Университет Калифорнии, Беркли, Калифорния ., 1984, 244 с.
21. Hayes, JR; Фаутч, Д. А., а также древесины, SL, "Влияние вязкоупругих Амортизаторы на сейсмическую реакцию Слегка железобетонных плоских перекрытий Профиль", "Землетрясение Spectra, V. 15, № 4, ноябрь 1999, с. 681 -710.
22. ЭКСПЕРТНЫЙ Сильные базы движения, Тихоокеанский сейсмостойкого строительства исследовательского центра Калифорнийского университета в Беркли, Беркли, Калифорния
23. Trongtham, N., и Хокинс, М., "Момент передачи по столбцам в несвязанных после напряженной предварительно напряженного железобетона плиты," Доклад SM77-3, Департамент строительства, Университет Вашингтона в Сиэтле, Сиэтл, Вашингтон, 1977, 186 стр. .
24. Фаутч, DA; Gamble, WL и Sunidja, H., "Испытания после напряженной бетонных плит Колонка-Edge соединения", ACI Структурные Journal, V. 87, № 2, март-апрель 1990, с. 167-179.
25. Дилгер, WH и Цао, H., "Поведение Слэб-Column соединения В обратном циклического нагружения," Известия, 5-й Международный коллоквиум по бетону, Каир, 1994, с. 595-606.
26. Aschheim М., Мол, ДП, "Shear прочности и деформируемости RC Столбцы мост, подвергнутого неупругого циклических перемещений", доклад № UCB / EERC 92/04 Землетрясение Engineering Research центра Калифорнийского университета в Беркли, Беркли, Калифорния ., 1992, 99 с.
Входящие в состав МСА Томас H.-K. Кан является членом факультета в Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA), Калифорния Он получил степень бакалавра Национального университета Сеула, Корея, его MS Университет штата Мичиган, Ист-Лансинг, штат Мичиган, и его кандидат от Лос-Анджелесе. Он является членом Совместного ACI-ASCE Комитет 352, узлов и соединений в монолитных бетонных конструкций. Его исследовательские интересы включают на основе оценки выполнения инженерных землетрясения армированных и предварительно напряженных железобетонных конструкций, крупномасштабные shaketable тестирования, и нелинейный анализ структурных систем.
Джон Уоллес, ВВСКИ, является профессор гражданского строительства в Лос-Анджелесе. Он является членом комитетов МСА 318-H, структурных Строительный кодекс; 369, сейсмическая ремонту и реконструкции; 374, основанным на показателях деятельности проектирование сейсмостойких зданий и сооружений бетона, а также совместное ACI-ASCE Комитет 352, узлов и соединений в монолитных бетонных конструкций. Его исследовательские интересы включают реагирования и проектирование зданий и мостов землетрясения действия, лабораторных и полевых испытаний конструктивных элементов и систем, а также структурных мониторинг с использованием сенсорных сетей.