Поведение железобетонных конструкций с железобетонными Частичное Infills

Целью данного исследования является изучение поведения nonductile железобетона (RC) кадров усилен благодаря введению частичного infills при циклическом боковой загрузкой. Семь один залив, два этажа, 1/3-scale испытательные образцы были изготовлены и испытаны. Тест оправы недостатков обычно наблюдаются в жилых зданиях RC в Турции. Пропорции заполненных стены (л ^ к югу W ^ / ч ^ ш ^ к югу, где к югу л ^ W ^ = длина заполнения и H ^ югу ш = заполнения высота) и ее размещения были конфигурации параметров экспериментальное исследование . Результаты испытаний показали, что частично заполненных nonductile кадров RC выставлены значительно выше предела прочности и выше начальная жесткость, чем голые рамы (каркас с заполнением нет). Как пропорции заполненных стене увеличилось, боковые силы и жесткости значительно возросло. Прочность и пластичность недостатки каркаса влияние бокового исполнения рамках укрепления частичной infills. Наиболее успешные поведения была получена из образцов с частично заполненных стены, подключенные к обеим колонны и балки рамы ..

Ключевые слова: кадры; нагрузок; арматуры; сейсмических, могущество, стены.

ВВЕДЕНИЕ

Большое количество железобетона (RC) структур были сильно повреждены или же полностью рухнула во время землетрясения, которое произошло в Турции в последнее десятилетие. В общем, те рухнул структур были нерегулярными и ошибочно предназначен структурные системы (то есть, гибкие колонны и сильный луч-слабые суставы столбец). Они также имеют общие черты, как мягкие истории, короткие колонны, nonseismic детали арматуры для сейсмическая нагрузка и низкая прочность бетона. Для тех, структуры, построенные с недостаточной прочностью и пластичностью, необходимой жесткости не было. Это вызвало большое соотношение interstory дрейфа и структурных повреждений при сейсмических нагрузок. В настоящее время большое количество структур в использовании, имеют сходные характеристики тем, что рухнула во время землетрясения. Их структурная система из nonductile RC-момент сопротивления кадров. Как известно, nonductile RC momentresisting рамки определены как один тип структурной системы, которая представляет собой значительную, потенциальную опасность для жизни и может привести к серьезным экономическим потери.

В процессе укрепления этих видов конструкций, различные методы были разработаны и применены на практике. Среди доступных методов, добавление RC заполненных стены было установлено, что наиболее целесообразным усиление методика среднего роста RC зданий в Турции. В целом, по укреплению infills RC обеспечивает превосходную производительность, значительная легкость в строительстве, и эффективности в economy.1 Если RC заполненных стен расположены и построены правильно поэтажный план, они значительно увеличить жесткость и уменьшить interstory соотношения дрейфа, а следовательно , снижение ущерба, причиненного землетрясением ..

В прошлом многочисленные исследования проводились на выполнение RC заполненных кадров. Различные виды заполненных стен, заполнения механизмов укрепления и соединения заполненных стены рамку окружающих были studied.2-10 В этих исследованиях, один-один-Бэй историю и один-два бухты-этажный каркас заполненных образцов были протестированы в соответствии боковых нагрузки. Результаты испытаний показали, что заполненных стен увеличили грузоподъемность боковой рамы и сократили боковой дрейф на всех этапах нагрузки. Исследования показали, что свойства кадров RC, подключения заполненных стены в раме, и характер заполнения подкреплением важных параметров, влияющих на поведение заполненных кадров. Технико-экономическое обоснование различных методов сейсмической модернизации также performed.11-12 был сделан вывод, что наиболее простым и эффективным способом улучшения поведения nonductile каркасных зданий, где неудовлетворительно сейсмических поведения была присуща структурная система, должна была обеспечить достаточное количество структурных стен.

Такие стены не только значительно увеличить поперечную жесткость, а также облегчение существующих nonductile кадров от проведения больших поперечных сил. Кроме того, эффективность infills RC в восстановлении поврежденных nonductile кадров RC был investigated.13, 14 В этих работах, одна-две бухты-этажный и три отсека двухэтажный RC заполненных образцов кадра были протестированы. До применения infills RC, все голые кадров (кадры, не заполнения) подвергались циклической боковой загрузкой до значительный ущерб не наблюдалось. Результаты испытаний показали, что: а) объем ущерба в рамках незначительно поведению RC заполненных кадров; б) успех RC заполненных кадров во многом зависел от связи между рамой и RC заполненных стены, в) отсутствие лишения свободы, особенно вокруг соединения область столбцов, было очень негативное влияние на поведение RC заполненных кадров, и г) если сейсмических восстановления поврежденной структурой было сделано путем введения RC infills на достаточное количество бухт в обоих направлениях, не было необходимости ремонта отдельных членов кадра.

Кроме того, в одном из исследований, три различных местных методов укрепления были разработаны для соединения область столбцов и применительно к RC заполненных кадра specimens.15 Эти локальные методы укрепления были местные оболочки стали, помимо из продольных балок, на границах заполнения и того из продольных балок, на заполнение границы с близко расположенными связей. Экспериментальные результаты показали, что применяемые методы укрепления местных помешали местные неудачи в области сращивания границы столбцов и улучшения прочности, жесткости и диссипации энергии потенциала заполненных кадра ..

На практике, окна или дверные проемы иногда остаются в заполненных стены из-за архитектурных необходимости за укрепление RC каркасных зданий, вводя RC infills. Иногда в укреплении долгосрочной пролетных строений, частично infills были применены. В этих приложениях, заполненных стены не полностью заполнить в рамках заливов. Эффективность укрепления кадров путем частичного infills могут быть ограничены преждевременного выхода из строя каркаса из-за недостаточной прочности и пластичности nonductile кадра RC. Хотя он применяется на практике лишь несколько исследований о поведении RC частично заполненных рам боковых загрузки может быть найдено. В предыдущих экспериментальных исследований поведения панелей RC с отверстиями и стройная RC shearwalls с отверстиями были исследованы в боковой загрузкой, а также влияние различных форм укрепления на поведение образцов studied.16-19 В одном из исследований, один Многоярусный одноэтажном пластичных кадров RC были усилены путем введения различных частичных infills и были испытаны в условиях циклического боковой loading.20 Экспериментальные результаты показали, что, как и форматное соотношение увеличилось, прочности и жесткости образцов значительно увеличилась, а.

С другой стороны, отношение бокового дрейфа значительно уменьшилось. Было также отмечено, что использование частичной infills связано как с колонки рамы и луч был более эффективен по улучшению рамках бокового исполнения. Это, однако, все еще необходимо исследовать эффективность укрепления путем введения частичной infills к nonductile кадра ..

Целью данной работы является исследование поведения nonductile кадров RC усилен благодаря введению частичного RC infills при циклическом боковой загрузкой. Экспериментальное исследование было проведено с целью наблюдения за прочность, жесткость, диссипация энергии и неудач механизмы одна-две бухты-этажного nonductile кадров RC с монолитно-место RC частичное infills. Экспериментальные исследуемых параметров в данном исследовании, были пропорции заполненных стены и ее размещение конфигураций в рамках RC. Результаты этих испытаний будут представлены и обсуждены подробно в этой статье.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

В Турции, укрепление RC зданий и сооружений от землетрясений загрузки, вводя RC заполненных стен была широко используется в последнее десятилетие. Много испытаний имеются данные о поведении заполненных кадров подвергаться к боковым нагрузкам в литературе. Экспериментальные данные о частичной RC infills представил nonductile рамки ограничены, однако, хотя они были применены на практике. Целью данного исследования является экспериментальное изучение влияния пропорции и расположение заполненных стены на прочность и поведение nonductile кадров RC усилены RC частичное infills.

Экспериментальная программа

Испытательные образцы

Свойства опытных образцов приведены в таблице 1. В проведенных экспериментальных исследований, семь образцов были изготовлены и испытаны в строительной механике лаборатории университета Гази. Испытания каркаса 1/3-scale, один залив, два этажа nonductile кадра RC. Этот тест кадр был подробным и построен специально некоторые недостатки, часто наблюдаются в жилых зданиях в Турции, таких, как недостаточное поперечную жесткость и слабые колонки-сильный пучков. Недостаточная заключения конкретных была представлена на колонку и боку, а не заключение было представлено на стыках пучка колонке.

Во всех образцах, геометрические размеры и укрепление структуры кадров являются идентичными. Размеры и армирование детали теста кадров приведены на рис. 1. Колонн 100 х 150 мм (3,94 х 5,91 дюйма) и пучков 150 х 150 мм (5,91 х 5,91 дюйма). Как продольной арматуры, четыре 10 мм (0,39 дюйма) диаметра и шесть 8 мм (0,32 дюйма) диаметр деформированных баров были использованы в колонны и балки, соответственно. Прутки диаметром 4 мм (0,16 дюйма) с шагом 100 мм (3,94 дюйма) были использованы в качестве связи в обоих пучков и по столбцам.

В экспериментальной программы, образцами 1 была голая рама и другие образцы были усилены путем введения заполненных стен. Подробнее подкрепления заполнения и дюбелей, используемых в образцах приведены в таблице 2. Ортогональные арматуры для заполненных стены состояли из 6 мм (0,24 дюйма) прутки. Укрепление был сделан с обеих сторон стены. Отношение стены подкрепление В свободной сторон заполненных стены, край членов с размерами 130 х 50 мм (5,12 х 1,97 дюйма) были использованы. В эти края членов, четыре 6 мм (0,24 дюйма) диаметр прутки были использованы в качестве продольной арматуры. Пограничный членов ограничена 4 мм (0,16 дюйма) диаметр закрытых связей с шагом 50 мм (1,97 дюйма).

Силы перераспределять средства между стеной и заполненных существующих кадр был достигнут с помощью дюбелей, которые были сделаны до 10 мм (0,39 дюйма) диаметр деформированных баров встроенных в колонны и балки. Во-первых, были пробурены отверстия на внутренней лица каркаса. Затем отверстия были очищены и дюбели были включены в эпоксидной инжектированных дырок. Глубина отверстия были 80, 130 и 200 мм (3,2, 5,1 и 7,9 дюйма) в колонны, второй этаж пучка, а фундамент, соответственно. Дюбели были направлены 300 мм (11,8 дюйма) от основания пучка и 200 мм (7,9 дюйма) с рамкой колонны и балки в заполненных стены в усиленном образцов. Каждый дюбель состоит из одного бара в центре на лицо каркаса. В качестве типичного примера, подробная информация об укреплении заполнения и дюбелей приведены для образца 5 на рис. 2.

Заполненных стены построены в различных конфигурациях и в центре кадра члены стеной высотой Н югу ^ ш = 750 мм (29,6 дюйма) и толщину Ь к югу ш = 50 мм (1,97 дюйма). Длина стены заполненных была выбрана в качестве 25, 50, 75 и 100% кадра службы в образцах. Таким образом, в экспериментальных исследованиях, четыре различных пропорций в заполненных стены были использованы. В образце 2, заполненных стены с размерами 1300 х 750 мм (51,2 х 29,6 дюйма) (л ^ к югу W ^ / ч ^ к югу ш = 1,73) полностью заполнен в рамках залив. Других образцов было частично заполненных стен. В 3 образцов, 4, 5 и 6, частично заполненных стены были связаны с каркаса. Размеры заполненных стены 325 х 750 мм (12,8 х 29,6 дюйма) (л ^ к югу W ^ / ч ^ к югу W ^ = 0,43) с образцами 3, 650 х 750 мм (25,6 х 29,6 дюйма) (л ^ ^ к югу ш / ^ к югу ш = 0,87) с образцами 4 и 975 х 750 мм (38,4 х 29,6 дюйма) (л ^ к югу W ^ / ч ^ к югу W ^ = 1,30), в 5 образцов. В 6 образцов, два симметричных заполненных стены с размерами 487,5 х 750 мм (19,2 х 29,6 дюйма) (л ^ к югу W ^ / ч ^ ш к югу = 1,30) были использованы.

В 7 образцов, заполненных стены с размерами 650 х 750 мм (25,6 х 29,6 дюйма) (л ^ к югу W ^ / ч ^ к югу ш = 0,87) был помещен в середине кадра, оставляя симметричные отверстия с обеих сторон . В 7 образцов, заполненных стены только подключенные к пучков кадра ..

Все образцы были отлиты в горизонтальном положении в лабораторных условиях. Заполненных образцы были изготовлены в два этапа. На первом этапе, рамка RC был брошен и лечить. В конце 28 дней, заполненных стена была воздвигнута. На втором этапе, дюбели были закреплены в члены RC кадра. После размещения заполненных форм стене в рамке RC, усиление заполнения был построен и конкретные был брошен вибрации. Образцы были испытаны после заполненных стены вылечить.

Материалы

Измеряется прочность на сжатие бетона примерно 12 МПа (1,7 KSI) во многих существующих жилых зданий RC в Турции. В экспериментальных образцов, кадров с низкой прочностью на сжатие были построены представляют прочности бетона в существующих зданиях. Прочности бетона испытания кадра составляет примерно 13 МПа (1,9 КСИ) и прочности бетона в заполненных стены составляла примерно 26 МПа (3,8 КСИ) в день тестирования. Свойства подкреплений, используемые в данном исследовании приведены в таблице 3.

Измерительные приборы и процедуры

Подробная информация о тестовой системе, загрузка системы и приборы, показаны на рис. 3. Основы исследуемого образца был привязан к сильным полом лаборатории с помощью болтов высокопрочной стали. Стальная рама стабильность была построена вокруг исследуемого образца для предотвращения вне плоскости деформации. Образцы были протестированы в соответствии циклической боковой загрузкой применяться и к истории. На каждом этапе загрузки, 1 / 3 базового сдвига была применена первая история и 2 / 3 из базы сдвига была применена на второй этаж, как боковые нагрузки. Боковые нагрузки был создан гидравлический насос, что контролируемые два гидравлических домкратов. Величины силы были измерены два датчиков (400 кН [89,9 кип] сжатия 200 кН [45,0 кип] напряженности мощностей). Нет вертикальная нагрузка была применена на любой из образцов. В экспериментах, в прямом и обратном циклах, загрузка истории была разделена на две части: контроль нагрузки был использован до достижения предельной нагрузки, после чего перемещение контроль был применен. В части контроля нагрузки, увеличения нагрузки, в результате чего 25 кН шагом базе сдвига в последовательных циклах до конечной loadcarrying потенциала образца не было.

В части контроля перемещения, испытания проводились на 5 мм (0,2 дюйма) боковой шагом перемещения во втором этаже. В ходе испытания верхней перемещений и боковых нагрузок контролируется. На пике уровня нагрузки каждой половины цикла, трещины были отмечены на образцах ..

В ходе испытания первого и второго этажа перемещений и боковых нагрузок на рассказы были записаны. В приборов образцов, тензометрических основе линейного переменного дифференциального трансформатора (LVDTs) были использованы для измерения перемещений. Штаммы были измерены на базе с обеих сторон от внешних колонн, с тем чтобы вычисления кривизны. В заполненных образцов, средняя сдвиговых деформаций стены измеряется по диагонали преобразователей перемещения.