Поведение железобетонных члены склонны к деформации сдвига: Часть I-Влияние конфайнмента
Удержание за счет поперечной арматуры признал иметь положительное влияние на повышение общей эффективности деятельности железобетона (RC) членов с точки зрения прочности и деформируемости. Значительные исследования в области литературы была сосредоточена на эффект удержания в члены RC подвергаются изгиб или в сочетании изгиб / осевых сил. Сравнительно мало было сделано для оценки последствий лишения свободы по сдвига доминируют члены RC. Новая аналитическая модель под рамках измененного сжатия теория поля (MCFT) предназначен для включения положительный эффект удержания за счет поперечной арматуры. Результаты аналитического исследования показывают хорошую корреляцию с экспериментальными результатами по RC изогнутых шапки, где деформации сдвига считаются доминирующими действий. Кроме того, заключение предоставляемые вне плоскости горизонтальной ноги поперечной арматуры оказывает существенное влияние на прочность и деформативность на сдвиговых доминируют члены RC.
Ключевые слова: изогнутый шапки; только бетона, деформации сдвига.
(ProQuest-CSA LLC: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Прочность бетона, либо в одноосных и многоосных погрузки, сильно зависит от гидростатического давления. Как правило, прочность на сжатие и деформируемости конкретные увеличивается по мере применять гидростатическое давление возрастает. В сейсмически активных зонах, использование сейсмостойкости обруч в структурных совместных регионов, колонны, и балки требуется в современных строительных норм (ACI Комитет 318 2005). Основная цель сейсмостойкости обруч, чтобы ограничить основные конкретные и тем самым создают повышенный гидростатического давления, которые позволяют значительно диссипации энергии продольного армирования уступок. Многочисленные научные исследования были направлены на использование пассивных и активных мер по обеспечению заключения железобетонных (RC) членов для повышения их осевые и изгибные производительности, либо для восстановления или модификация существующих структур (Мандер и др.. 1988). Относительно мало было сделано, чтобы оценить эффект удержания на членов RC склонны к деформации сдвига.
Экспериментальная программа была проведена в Техасе
Данные датчиков деформации, установленных на стременах, однако, показывают, что стремена сами не вносят существенный вклад в силу RC изогнутых шапки. Этот результат согласуется с выводами, сделанными по Ferguson (1964) на экспериментальной программы аналогичные изогнутых шапки. Таким образом, следует заключить, что перекрытие стремена помогла повысить эффективность шапки RC наклонился через другие механизмы, чем быть непосредственно взаимодействует с приложенного внешнего спроса силу. Именно тогда предположили, что дополнительная сумма в стремена не имеет прямого влияния на механизм разрушения RC изогнутых шапки и наблюдаемого увеличения члена прочностных и деформационных было связано с эффектом лишения свободы в связи с поперечной арматуры, как показано на рис. 2 (Молодые и др.. 2002). Эффект лишения свободы способствует повышению прочности и деформируемости бетона при сжатии, которая помогает отсрочить появление сжимающих разрушение бетона на сжатие лицо. Учитывая такое же количество продольной арматуры, только образцы способны поддерживать больше деформаций, которые, в свою очередь, обеспечит уровень сверхпрочности членов в связи с увеличением прочности бетона от родов и в продольном арматурной стали прочности вследствие наклепа ..
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Результаты, описанные в данном документе показано, что член сила предсказал модифицированным сжатия теория поля (MCFT) несколько консервативным по сравнению с экспериментальными результатами 16 RC изогнутых шапки с различными уровнями лишения свободы. Значительное улучшение в forcedeformation ответ может быть получен, однако, с учетом эффекта лишения свободы за счет поперечной арматуры в MCFT. Предлагаемой новой модели следует и тот же набор предположений MCFT. Пик напряжения и деформации бетона при сжатии, однако, изменение к ответственности за многоосных напряженного состояния бетона. Для изогнутых RC шапки рассматриваться в данной работе, результаты показывают, что аналитическая модель обеспечивает более точную оценку членов прочности и деформируемости. Модели, однако, недооценивает после взлома жесткость RC наклонился членов шапку, которая рассматривается в сопроводительный документ (Powanusorn и Бракси 2006).
Предложенная аналитическая модель
Чтобы проверить основные гипотезы, учредительных модели для членов RC в контексте MCFT (Веккьо и Коллинз 1986) предлагается включить эффект лишения свободы за счет поперечной арматуры. Предлагаемой новой модели учредительных принимает тех же предположениях, MCFT, которые можно рассматривать как размытым вращающейся трещины модели. Следующие допущения, используемые для установления предлагаемой модели учредительных членов RC:
1. Направления главных напряжений и деформаций совпадают;
2. Основные напряжений может быть выражена как функция от основных штаммов, а также
3. Арматурная сталь прекрасно связан с соседними бетона. Любое присущие облигаций проскальзывать между бетона и арматуры неявно учтены напряженности жесткости.
Равновесие и условия совместимости
Равновесие и совместимости основные направления и глобальных х-и у-направлениях могут быть выражены с помощью напряженно-деформированного преобразования отношений или Круги двумерных Мора напряжений и деформаций, как показано на рис. 3 и 4. Следующие отношения могут быть получены.
Равновесие-
...
... (1)
где - и у-направлениях; напряжений в глобальной х-и у-направлениях, соответственно, направление и направление несовершеннолетнего основных конкретных стресса или напряжения.
Совместимости
...
... (2)
, где
Учредительный модели для конкретных
Рисунок 5 показывает панель RC подвергаются двухосных состояние главных напряжений. В сущности, общий средний штаммов основных '^ 2 ^ к югу и у ^ ^ 21 к югу (3)
... (3)
Стресс-индуцированной деформации Таким образом, главные напряжения в бетоне определяются на основе алгебраического знака stressinduced деформации
Для конкретных без трещин напряжения, линейно-упругой модели предполагается,
где в МПа) и
После взлома растяжение зависимости напряжения от деформации бетона, однако, существенно отличается для армированных и неармированных регионов. Hordjik (1991) провели экспериментальные программы по неармированных бетон при одноосном напряженности и предложил после взлома конкретных растяжение ширина трещины стресс-отношений, как
... (5)
где о ^); G ^ югу F ^ является энергия разрушения бетона (в MN / м) для создания на единицу площади без стрессов трещину, которая равна площади под кривой растяжения и трещины (G ^ к югу F = 0.000025f ^ о ^ к югу); ш трещины связаны с конкретными напряженность (в мм), а к югу с ^ 1 ^ и с ^ ^ 1 к югу являются константами материала 3,0 и 6,93, соответственно.
Ш трещины является продуктом от растрескивания деформации и длиной локализованной зоне, которая равна характерный размер элементов в приложениях метода конечных элементов. Крекинг штамм получен с концепцией разложения общей деформации в бетон упругой деформации и растрескивания деформации, как показано на рис. 6.
С другой стороны, ужесточение напряженности поля ожидается бетона в относительно хорошо усиленный регионе. Выражение предложенный Коллинз и Митчелл (1987) используется
... (6)
Потому что нереальные предположения идеальной связь работает, суммарное напряжение может превышать предела текучести арматурной стали в трещины месте. Определенные меры должны быть реализованы для устранения этого недостатка, что ошибки, связанные с моделью предположение можно управлять. Vecchio и Коллинз (1986) предложил проверить процесс трещины за счет сокращения конкретных подчеркивает, что для данной средней деформации за уступая деформации арматурной стали, общее напряжение не может превышать предел текучести арматурной стали. Этот процесс описан в одномерных настройки, как показано в следующем
... (7)
, где
Для двухосных напряженного состояния с участием арматурной стали в обеих Х-и Y-направлений, следующее уравнение было предложено (Веккьо и Коллинз 1982)
... (8)
где ; несовершеннолетних основных конкретных стресса или напряжения.
Напротив, Беларби и Сюй (1994), в соответствии с методом представил аль Тамаи и др. (1987), предлагается уменьшить стали напряжений для трещины проверить, при сохранении напряженности жесткости для конкретных учредительных отношений. Процедура предполагает изменение предела текучести и postyield жесткости для встроенных подкрепления. Математической форме видимого предела текучести вложенной укрепление следующим