Моделирование несвязанных после напряженной бетонных балок Важнейшую роль в Shear
Стресс-скольжения учредительных модель разработана для использования с двумя узлами связи звено, чтобы представить трения эффекты, возникающие в несвязанных сухожилия после натянутый бетонных балок. Трение рассматриваются те, вытекающих из кривизны профиля и сухожилий раскачиваться, таким образом, изменения в силе в течение сухожилия подчеркнув, установка и последующая загрузка членов своей сути образцу. Формулировка включена в нелинейных конечных элементов алгоритма, где он нашел для имитации эффектов трения и в рамках всех этапах подчеркивая и погрузки. Серия сдвига критической пучков моделирования и анализа; грузоподъемность, трещин модели и деформационного отклика все балки и сопровождающие изменения сухожилий сил, точно смоделированы. Показано, что пренебрежение трение в несвязанных после натянут пучков несовершеннолетнего влияние на расчетные ответ, тогда как без учета увеличения сухожилия сил во время погрузки имеет большое влияние. Анализ, основанный на коде характеристики, как правило, слишком консервативно по отношению к сдвигу потенциала и характеризуются широким разбросом ..
Ключевые слова: анализ, дизайн, предварительное напряжение; сдвига; сухожилия.
(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
После натянутый структурных систем для краткосрочных и мостов среднего пролета конкретные обычно делают неэффективным использование прочность на сжатие бетона. Это происходит потому, размеров первичных сечения, как правило, выбирается на основе требований код толщины, в котором подробно требования, крепления оборудования, и правил, из-палец, ни одна из которых непосредственно учитывать требования прочности и работоспособности в продольном изгибе. Результат, как правило, структуры, в которой сжимающих напряжений в условиях эксплуатации, значительно меньше, чем допустимо, и где блок напряжение сжатия в конечной значительно тоньше, чем фланец или плиты, даже при относительно низкой прочности бетона. Такая практика не только неэффективной, но и создает достаточных стимулов к использованию высокопрочного бетона.
Проблема, стоящая перед дизайнерами является развитие потенциала и мост через технологии разработки новых конструктивных систем, использующих последние достижения в области технологии материалов. Различные высокопроизводительных систем в настоящее время анализируются и во всем мире. Одним из вариантов является использование внешних, несвязанных преднапряжения; с относительно большого диаметра протоков после натяжения удалены в рамках веб-элементов, например, тонкие и более эффективные разделы могут быть разработаны. Поведение таких разделов сдвига, однако, не был широко исследован и не понята.
Еще одна проблема заключается в рациональность некоторых положений код. Например, усиление вертикальной Сети в структурах с предварительно напряженной несвязанных сухожилий в настоящее время размеры на основе кода требования, разработанные для балок связанных продольной арматуры. Вклад стремена, чтобы сопротивление сдвигу члена, таким образом, основывается на нагрузке путь, по которому стремена равновесной вертикальной составляющей диагональных сжимающей силы в конкретных (то есть, внутреннее действие фермы установлена). Для этой передачи силы иметь место, однако, горизонтальная составляющая диагональных сжатия должна быть уравновешенной при изменении силы в продольном растяжении арматуры. По определению, однако, в силу несвязанных жил практически постоянно между якорями. Таким образом, стремена не может способствовать сопротивления сдвигу, в соответствии с классической моделью фермы, балки в обычных, не содержащих продольной арматуры. Арчинг эффективной силы предварительного напряжения была определена как действующий механизм сопротивления сдвигу в предварительно напряженных балок с несвязанных tendons.1 Если принять эту точку зрения, то стремена не может непосредственно способствовать сопротивления сдвигу через обычные механизмы, которые, таким образом, противоречит философии дизайна В настоящее время воплощенные в дизайне коды ..
Будь разработке новых конструкций высокопроизводительных или применения рационального подхода к текущей ситуации дизайн, существует такая необходимость в надежных и точных инструментов для оценки прочности и поведение сдвига критической предварительно напряженных членов, несвязанных сухожилий. Применение нелинейного конечного элемента процедуры один возможный подход. Необходимо не только конечного элемента программы точно моделировать поведение сдвига потрескавшегося бетона, он должен достойно представлять природу тех сил, разработанные в несвязанных сухожилий, включая влияние трения во время подчеркнув, закрепление и загрузки этапов.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Текущий концептуальной модели для представления сопротивления сдвигу в члены несвязанных с сухожилиями, как это предусмотрено в наш кодекс дизайна, подозреваемого. Причина в том, несвязанных продольной арматуры, не могут участвовать в стременах внутреннего механизма фермы в обычном порядке, если участники не содержат обычных продольных стержней арматуры. Поскольку новые подходы к проектированию развиваться, и, как более высокие требования стресса находятся на сопротивление сдвига элементов, инструментов, необходимых для точного доступа к силе и поведение сдвига критической членов предварительно напряженных несвязанных с сухожилиями. Эта статья представляет собой конечный элемент подхода для моделирования сопротивления сдвигу в таких членов, при учете трения эффектов.
КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАЗРАБОТКИ
Силу в сухожилия после натяжения обычно уменьшается внутрь с угона конца из-за потерь на трение, вытекающих из раскачиваться сухожилия и сухожилий кривизны. Основой для трения модели, принятой в конечных элементов разработки в настоящем документе описываются отношения Leonhardt.2 Здесь изменения сухожилий сил вдоль пролета сегмента, между точками А и В на рис. 1, дается
T ^ югу B = T ^ югу ^ ^ SUP [varrho] ^ ^ SUP - (
, где T ^ ^ к югу это сухожилие силу Расположение; T ^ югу B ^ является сухожилие силу Расположение B; L ^ H ^ SUP является горизонтальная проекция расстояния между А и B; в наклоне сухожилия между точками А и B (в радианах); К колебание коэффициента, а Соответствующие значения для колебание коэффициента и коэффициента кривизны, как правило, можно получить коды или сухожилия поставщиков. Отметим, что в нормальной работе после натяжения сухожилия может быть изначально подчеркнул пределами желаемого значения, а затем спокойно. Кроме того, могут существовать дополнительные силы потеряли из-за установки клиньев при передаче силы из гнезда на якорь. Оба действия приведут к обратным градиентом потерь на трение создается с сухожилия силы в целом обострением на некотором расстоянии от внутренней опорной точки. Характер потерь на трение, однако, все еще может быть полностью описаны надлежащего применения формулы. (1).
В связи конечным элементом, после натяжения баров или сухожилий могут быть представлены элементов фермы бар. Бонд-ссылка элементы могут быть использованы для подключения панели элементов твердых элементов, представляющих конкретные луча (см. рис. 2). Соответствующие связи стресс-скольжения модель может быть определена для описания дифференциального движения стержня (сухожилия) элементов по отношению к окружающей железобетонных элементов.
Облигаций ссылка элемент состоит из двух узлов безразмерной элемент с двумя узлами первоначально совпадающие; один узел связан с твердой элементов, представляющих собой железобетонной балки и один узел соединен с фермы элементов, представляющих предварительного напряжения сухожилия. Ссылка элемент может быть ориентирована на произвольный угол Общее концептуальное представление о связи элемента показана на рис. 3, состоящий из двух ортогональных springs.4 В один из весенних деформирует по касательной к ферме элементов, тем самым скольжения связи и связи напряжений. Другие весной деформируется в радиальном направлении по отношению к ферме элемент, представляющий нормальных перемещений. В представляющие после натяжения сухожилий, свойства тангенциальных весной определены такие, что они описывают напряжения трения, а не связь напряжений. Нормальная весна, а с другой стороны, предполагается бесконечно жесткой (то есть, нет нормальных перемещений допускается). Элемент матрицы жесткости элемента ссылку, по отношению к касательной и нормальной перемещений в каждом узле (т. е. ( дается как.
... (2)
Стандартные преобразования используются для пересмотра матрицы жесткости по отношению к глобальной системе координат. Заметим, что K ^ югу п ^ [стрелка вправо]
Для учета потерь на трение в связи с раскачиваться и кривизна сухожилия, модель напряжение связи принятой, как показано на рис. 4, то есть постоянное напряжение Таким образом, напряжения трения так описывает не зависят от величины дифференциального движения, а зависит только от направления движения.
На основании изменения формулы. (1), величина напряжения трения
... (3)
где [функция] ^ ^ зр сабвуфера сухожилия напряжение на узел я; ^ ^ пс югу является crosssectional области сухожилия, L длина сухожилий приток Узел я и P ^ югу Ь периметр сухожилия сечения (который, для удобства, можно принять равным 1,0). Обратите внимание, что угол (3), угол, под которым две фермы inframing стержневых элементов на узле я (то есть ноль, если ферма баров коллинеарны; положительное значение, если я Узел является точкой арфы или сухожилия драпированные). Угол
Секущей трения коэффициент жесткости, что соответствует общей скольжения
К югу ^ 1 =
Тангенциальных коэффициент жесткости в элементе матрицы жесткости, таким образом, определяется как
К ^ к югу т ^ = А ^ ^ 1 к югу · L · P ^ югу Ь (5)
Эта формулировка является пригодной для непосредственного внедрения в нелинейных алгоритм, основанный на секущей подход жесткости (как в данном исследовании). Альтернативные формулировки могут быть легко разработан для касательной жесткости основе алгоритмов. Следует также отметить, что после дополнительных скольжения меняет направление (например, в результате розыгрыша обратный во время установки), сила трения сдвига обратном направлении. Таким образом, трение, может действовать в направлении, противоположном тому, что из чистого скольжения (например, точка, соответствующая В этом случае коэффициенты А ^ 1 ^ к югу и к югу K ^ T ^ будет иметь отрицательные значения.
Для облегчения моделирования конечных элементов угона и установка операций, и в результате сухожилия сил и связанных с ними потерь на трение, последовательная схема загрузки не требуется. Использованный здесь подход состоит в определении крепления блока в конечно-элементной сетки (см. рис. 2), к которой сухожилие конце прилагается. Элементов, образующих блок крепления приведены удобные коэффициент теплового расширения для однонаправленного расширению в осевом направлении государства-члена. Температура штаммы могут быть наложены на якорной стоянке элементов для моделирования обратить отказа от сухожилий во время угона, и сделать обратный во время установки. Например, если крепления блока производится толщиной 100 мм и с учетом коэффициента теплового расширения в х-направлении 0,010 / ° C, то введение разности температур, что возрастает от 0 до 30 ° C, а затем падает обратно на 24 ° C будет производить сухожилия Выдвижной 30 мм следует обратить 6 мм-обратно из-за установки. Сухожилия напряжения и потерь на трение будет автоматически вычисляются в анализ методом конечных элементов в зависимости от напряжения формулировки представил ..
Формулировок, описанные выше, осуществляется в нелинейных конечного элемента программы для анализа двумерных железобетонных монолитных конструкциях. Поведение материала модели реализованы в рамках программы основаны на Disturbed Стресс полевой модели, 5, которое является продолжением измененного сжатия полевой Theory.6 В нем трещин железобетонных рассматривается как ортотропного материала на основе концепции размытых вращающейся трещины .
АНАЛИЗ изгиба доминируют ОБРАЗЦЫ BEAM
В дополнение к напряжения трения, понесенных в несвязанных жил в период после натяжения и установка фаз, местные трения, может также развиться в более поздние фазы загрузки. В частности, в качестве члена загружается и развивается изгиб трещин, а следовательно, как сухожилия удлиняется, подчеркивается в сухожилии будет расти в среднем, но будет несколько больше, в непосредственной близости от большого изгиба трещины. Трение препятствует увеличению сухожилия напряженность в связи с равномерно распределяется по всей его длине. Таким образом, по отношению к изменению напряжений по сухожилия несвязанных сухожилия, влияние трения будут более выраженными при изгибе доминирующими членами. По этой причине ряд образцов значительной степени зависит от изгибной действий будет рассматриваться первым в тестировании способности предлагаемой модели представляют эффекты трения сухожилия точно.
Серия из четырех балок проверен Gauvreau1 был выбран для этого исследования: Балки S1, S2, S3, S4 и. Каждый из I-балки были Общая глубина 700 мм и охватывает 10 м, с толщиной полки от 350 мм и толщины стенки 140 мм (см. рис. 5). Каждая балка в этой серии после натянут с помощью одного сухожилия несвязанных с параболическим профилем. BBRV подчеркнув система состояла из 7-мм диаметр провода, расположенный в гладкой 40-мм гладкой трубочку, и было подчеркнуто, из конца в конец всего. Кроме того, каждая ферма содержит различные количества обычных продольной арматуры и поперечной арматуры. Образца детали и свойства материала задаются Gauvreau.1
Каждая ферма была испытана на статическую нагрузку в середине пролета перемещения контролируемых режиме. Во всех четырех балок, большой изгиб трещины развиты в центральной части балки около 3 м с каждой стороны в середине пролета, с шириной раскрытия трещин до 3,5 мм в ширину. Дробление и сколов бетона наблюдается в зоне компрессии на последнем этапе загрузки. Балки S1, S2, S3 и опытных сжатия изгиба сбоев; образцов S4 удалось внезапным разрывом стремена в разных местах в пределах 1,0 м в середине пролета.
Метод конечных элементов (СЭ) была разработана модель для представления опытных образцов; в силу симметрии, только 1 / 2 от каждого луча была смоделирована. Типичным сетку 110 Фермы элементов, представляющих напрягаемой стали были связаны с конкретными элементами по ссылке элементов. Для модели фрикционных эффектов кривизны коэффициент 0,05, а коэффициент колебаться от 0,000610 / 0,000653 м / м были использованы. FE анализ был проведен в два этапа. Во-первых, сухожилия, была постепенно натянутая до сухожилия напряжения соответствуют, что в каждом испытании, балки, измеряемый датчиков, установленных на узловых точек. В тот момент, сухожилия Выдвижной была зафиксирована постоянная. Затем, монотонно возрастающей перемещение вниз был введен в середине пролета балки, с характерным размером шаг 5 мм ..
Конечного элемента анализа удалось обеспечить весьма точный расчет реакцию этих образцов. Показанной на рис. 6 только сравнения расчетных и экспериментальных прогиба от нагрузки реакция балки. Пред-и пост-крекинга жесткость, конечной грузоподъемности, а также перемещения в пиковые нагрузки в плен. Трещины моделей, трещины шириной, и отказов, а также предсказал (см. рис. 7). Пожалуй, наиболее важным, однако, является тесная связь, полученные для сухожилия силы, поскольку оно увеличилось с отклонением от балки (см. рис. 8). Потому что это сухожилие силу под влиянием трения, как в тесте, и в анализе, эта тесная корреляция дает уверенность в трении моделирования внедрены в разработке FE. В таблице 1 приведены сильные корреляции, полученные в расчете предельной нагрузки, силы в сухожилие на предельной нагрузки и прогиба в середине пролета на предельной нагрузки.
АНАЛИЗ сдвига доминирующими ОБРАЗЦЫ BEAM
Для подтверждения способности формулирование на модели после натянутый несвязанных критических структур в сдвиговых два комплекта образцов пучка проверен Kordina др. al.7 и Kordina и Hegger8 были рассмотрены. Первая группа в составе Балки B1, B2, B3, и были просто поддерживает балок с пролетом 4.0 м. Балки B1 и B2 имели I-формы сечения, в то время как луч В3 T-образную форму. Балки В1 и В2 содержатся три несвязанные прямо после натяжения бары (26 мм в диаметре Dywidag) в нижней фланец, в то время как луч B3 было три слоя твердили сухожилий (0,6 дюйма шесть VSL monostrand) в Интернете. Все три образца дополнительно содержит различные количества обычных продольной арматуры и поперечной арматуры. Подробная информация о пакете образцов приведены на рис. 9 (а). Пучков были подвергнуты монотонно возрастающей нагрузкой в середине пролета.
Второй набор образцов, испытанных на Kordina и Hegger8 включены Балки B4, B5, B6, B7, B8 и. Все лучи в этой серии I-формы в поперечном сечении, 740 мм, общая глубина, а просто поддерживает охватывающих 6.0 м. Балки B4, B5, B6 и каждого, содержащихся один прямой напрягаемой бар в верхний фланец (26-мм Dywidag) и три прямых напрягаемой баров нижнего фланца (три 26 мм в диаметре Dywidag для B4, B5, три 32-мм Dywidag для B6). Балки В7 и В8, содержащихся один прямой напрягаемой бар в верхний фланец (26-мм Dywidag) и 10 твердили сухожилий в нижней полке и стенке (0,6 дюйма десять VSL monostrand). Опять же, все образцы содержали различные количества обычных продольной арматуры и поперечной арматуры. Дополнительная информация образца приведены на рис. 9 (б). Эти лучи отличаются от первого набора в том, что три отдельных случаев нагружения, применяемые к каждому. Первое условие загрузки увидел два концентрированных нагрузок на третий-точек просто поддерживает полный пролет балки.
Второй этап загрузки было сосредоточено нагрузку на одном из третьей точек пучка полного диапазона, в то время как третье условие связано с концентрированной нагрузки, приложенной к середине пролета частично консольной балки. Сдвига детали армирования и нагрузки условия были таковы, что каждая условиях нагрузки производится независимым зоне провала. В общей сложности 15 испытаний были проведены ..
Об этом сообщил Kordina др. al.9, что все лучи в этой серии, регулируются сдвига критическое поведение. Луч B2 удалось внезапным веб дробления, и ширина B3 опытных веб сокрушительный провал в регионе напряженности аккорд вблизи поддержки. Все остальные проигрывают при сдвиге напряженности или изгиб сдвига.
При разработке моделей конечных элементов для этой серии пучка, вся длина лучей должны быть смоделированы из-за несимметричного армирования и нагрузки деталей. Все продольной арматуры и напрягаемой арматуры были смоделированы с фермы элементов бар, и все поперечной арматуры, был смоделирован как размывается. Опять же, несвязанных сухожилия были моделируется связь элементов для соединения сухожилий и бетонных элементов в различных местах по размаху. Кривизны коэффициент 0,15, а колебание коэффициента 0,0005 / м были использованы при моделировании трение в барах Dywidag. Кривизны коэффициент 0,20, а колебание коэффициента 0,0035 / м были использованы при моделировании трение в твердили сухожилий.
Конечного элемента сетки развитых обычно содержится сетке 88 Исследования проводились в два этапа. Во-первых, напряжение в сухожилиях, который постепенно увеличивается до ее соответствие начальное напряжение сухожилия в каждом испытании, балки, а затем сухожилие позволили сделать обратный 6 мм до фиксации. Затем, монотонно возрастающая перемещение вниз было введено в положении, соответствующем условия тестирования, с характерным размером шага 0,25 мм (4,0 м балки) или 0,5 мм (6,0 м пучков). Следует отметить, что в ходе второго и третьего условиях испытания балки B4 через B8, анализы, начал с образцами предположить неповрежденных то время как в натурных испытаний, балки испытывал некоторые растрескивания из-за предыдущего нагрузки.
Конечная грузоподъемностью и сухожилий силы рассчитывается по конечной анализ элемента по сравнению с экспериментальными результатами в таблице 2 для всех 15 испытаний. Отношение расчетных к измеряемой сильные пучков было среднее значение 1,01, а коэффициент вариации 6,5%, что свидетельствует о сдвиге важных механизмов, регулирующих эти образцы были также смоделированы. Рассчитывается сухожилия сил на конечной также были достаточно точными. Для всех 15 тестов, правильные режимы отказа были рассчитаны, начиная от веб-сдвига для изгибных сдвига. Предсказал модели трещины были в хорошем согласии с пробных наблюдений (см. рис. 10), принимая во внимание, что некоторые сегменты тест пучков precracked из-за предыдущего загрузки в различных условиях.
Влияние трения
Анализ описанных выше считается трение на начальном сухожилия силу профилей в пучки и локальные изменения в сухожилиях сил, возникающих от государств-членов нагрузки. Если трения, были проигнорированы, сухожилия сил будет равномерным по длине лучей во все времена. Для оценки степени, в которой трения влияет сдвига ответ обеих сериях пучков переосмыслены при условии отсутствия напряжения трения развитых (например, с
В изгиба балок доминируют проверен Говро, 1 игнорируя эффекты трения привели к незначительному ухудшению точности вычислить ответ. Конечная грузоподъемность и силу в сухожилие на предельное состояние ограничения были несколько выше оценкам по отношению к результатам предыдущего анализа (лишь около 2% в среднем). Пластичности лучей, измеряемый прогиба в середине пролета на предельной нагрузки, значительно переоценили; гораздо больше, чем когда трением.
Аналогичная картина наблюдалась, когда сдвига критической пучков проверен Kordina др. al.7, 8 были переосмыслены с трением эффекты игнорируются. Грузоподъемность и сухожилия сил чуть больше переоценить, по сравнению с экспериментальными значениями, чем когда трение были рассмотрены. Степень влияния невелика, однако, приблизительно от 2 до 3% по отношению к более строгому анализу. Таким образом, если средства включают трения, в конечном анализ элементов отсутствует, ухудшение точности не тяжелой.
ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕНИЯ силы TENDON
При анализе пост-членов с натянутой несвязанных сухожилий, она является общим для представления после натяжения с конца извне силы на якорь местах и отклонения сил на арфе точках или вдоль криволинейного сегмента. Наличие сухожилия затем опустить в любых последующих секционных анализа. После натяжения сил обычно проводятся постоянно, и, следовательно, не учитывают увеличение сухожилия силы, которые будут возникать по мере сухожилия в нагруженном член подвергается дальнейшей деформации.
Kordina др. al.7, 8 пучков переосмыслены с элементов, представляющих собой после натяжения баров и связки удаляются, так и с внешними якоря и отклонение точки сил постоянной величины применяются. Приложенных сил были пропорционально в соответствии с первоначальным сил после натяжения. Результаты анализа показали, что расчетная нагрузка конечной лучей значительно снижены примерно на 24% в среднем. Если раньше средний коэффициент расчетной к измеряется прочность для этих балок 1,01, она была снижена до 0,77 и сопровождается удвоением коэффициента вариации (то есть, гораздо больше разброс). Кроме того, в то время как предыдущие анализы правильно предсказал разрушение при сдвиге по всем лучам, несколько пучков в настоящее время установлено, сохранить прогиб контролируемых отказов. Указание, что увеличение силы сухожилия причиной более быстрого возвышение в изгибе возможностей, чем в срез. Таким образом, не обращая внимания увеличить свои силы сухожилия может привести к ложным, и потенциально опасные, вывод о том, что член-критический изгиб и вряд ли поддерживать разрушение при сдвиге ..
СИЛЬНЫЕ ПО-процессуального кодекса
Сдвигу расчетных методов для несвязанных предварительно напряженные балки из трех американских Северной коды были рассмотрены: канадский код 10 AASHTO кодекса, 11,12 и ACI кодекса (ACI 318-2002) .11 Каждый отлиты в форму, в которой сдвиг силы вытекает из стали вклад и конкретный вклад, хотя и то, каким образом рассчитываются и ограничений, введенных, несколько различались между собой. Во всех случаях, факторы устойчивости материалов или факторов, потенциал сокращения были настроены на 1,0 производить наиболее оценки прочности испытания балки.
Конечная потенциал сдвига сдвига критической пучков проверен Kordina др. al.7, 8 были рассчитаны в соответствии с кодексом процедур. Сдвига сильные стороны каждого пучка, по подсчетам всех трех методов, приведены в таблице 3, где они сравниваются с экспериментальными результатами и результатами, полученными из анализа конечных элементов. При расчетах с использованием процедуры AASHTO, Балки B2, B3, B6 и-2 превысил лимит на соотношение сдвига арматуры и, следовательно, их сильные стороны не могут быть рассчитаны.
В общем, код расчетные значения значительно занижены сдвиговых сил. Отношение измеренных до расчетной прочности имеет среднее значение 1,36 для метода CSA, 1,48 для метода AASHTO и 1,21 для метода МСА. Кроме того, коэффициенты вариации для средней силы были высокими три методов; 15, 11 и 9% соответственно. Таким образом, все три процессуальный кодекс были несколько ненадежным, хотя и консервативным. В отличие от сильных вычисляется с помощью конечных элементов анализа было это соотношение по 0,99 и коэффициент вариации 6%, и значительно более точными.
ВЫВОДЫ
На основании результатов этого исследования ограниченной следующие выводы получены:
1. Потерь на трение в несвязанных предварительного напряжения сухожилий могут быть эффективно моделируется в контексте анализа конечных элементов за счет использования облигаций связь элементов и соответствующим образом изменены облигаций скольжения модели;
2. Трения, которые могут быть смоделированы включать, вытекающие из первоначального угона, от якоря установлен, и с последующей загрузкой члена;
3. Нелинейные анализа конечных элементов, которые должным образом рассмотреть изменения сухожилий силы могут использоваться для точной оценки прочности, нагрузки и деформации, ответ, пластичность, растрескивание картина, и отсутствие режима сдвига критической несвязанных после натянутый членов. Для этого, однако, анализ должен также включать надежную учредительных модели для железобетонных поведение при сдвиге, например, модифицированного сжатия теории поля;
4. Игнорирование трение (т. е. в предположении равномерного силу сухожилия по всей длине члена) приводит только к ухудшению несовершеннолетнего в точности анализа;
5. Игнорирование сухожилия сила увеличивается за счет дополнительного напряжения при загрузке членов (то есть, лечение после натяжения постоянным, что внешне-прикладного сил) приводит к значительному недооценка нагрузки в сдвига критической пучков. В некоторых случаях отказов также неправильно определены, и
6. Североамериканский коды обычно предусматривают чрезмерно консервативной оценки сильных сдвига критической несвязанных предварительно напряженных членов, а также с большой разброс по сравнению с наблюдаемые сильные стороны.
Авторы
Эта работа частично финансировалась за счет гранта Цемент ассоциации Канады. Их поддержка является благодарностью.
Нотация
[Функция] ^ югу зр = сухожилия напряжение на узел я
K = коэффициент раскачиваться на фут или метр сухожилия
К ^ к югу п = жесткость нормальной весны
K ^ SUP т = жесткости касательных весной
К югу ^ 1 = секущей трения коэффициент жесткости
L = длина сухожилия приток Узел я
L ^ H ^ югу = горизонтальной проекции расстояния между А и B
P ^ подпункта б = периметр сухожилия сечение
P ^ к югу и ^ = нагрузку на конечной стадии загрузки
S ^ югу м = элемент матрицы жесткости элемента ссылку
T ^ югу = сухожилия силу Местоположение
T ^ югу B = сухожилия силу Расположение B
T ^ югу р = первоначального предварительного напряжения сил в сухожилие
T ^ югу ри = преднапрягающей силы в сухожилие на конечной стадии загрузки
V ^ к югу и ^ = поперечная сила на конечной стадии загрузки
Ссылки
1. Говро, DP, "Загрузка Испытания бетона балок Предварительно напряженные несвязанных с сухожилия, Доклад № 194, Институт строительной техники ETH Zurich, Birkh сер Publishers, 1992, 239 с.
2. Леонхардт, F., "предварительно напряженного железобетона Проектирование и строительство, Вильгельм Эрнст
3. Коллинз, член парламента, и Митчелл Д., предварительно напряженных железобетонных конструкций, борьбе с публикации, Канада, 1997, 766 с.
4. Нго, Д. и Scordelis, AC, "Анализ методом конечных элементов железобетонных балок", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 64, № 3, март 1967, с. 152-163.
5. Vecchio, FJ, "Disturbed Модель поля напряжений для железобетона: Формулировка" Журнал строительной техники, ASCE, В. 126, № 9, сентябрь 2000, с. 1070-1077.
6. Vecchio, FJ, и Коллинз, М., "Модифицированный сжатия теории поля для железобетонных элементов, подвергнутых сдвига", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 83, № 2, март-апрель 1986, с. 219-231.
7. Kordina, K.; Hegger, J.; и Теутш, М., "Применение предварительно напряженного железобетона с несвязанных сухожилий (Anwendung дер Vorspannung оне Verbund)," Бюллетень № 355, Deutscher Ausschuss е Stahlbeton, Берлин, 1984, стр. 71. -133. (На немецком)
8. Kordina, К., и Hegger, J., "сдвига несущих Поведение из предварительно напряженного бетона балок с несвязанных сухожилий (Schubtragverhalten фон Spannbetonbauteilen мит Vorspannung оне Verbund)," Бюллетень № 381, Deutscher Ausschuss е Stahlbeton, Берлин, 1987, с. 5-72. (На немецком)
9. Kordina, K.; Hegger, J.; и Теутш, М., "Прочность на сдвиг из предварительно напряженного бетона пучков с несвязанных сухожилия," Журнал строительной техники, ASCE, В. 86, № 2, 1989, с. 143-149 .
10. Канадская ассоциация стандартов, "Проектирование железобетонных конструкций", CSA Стандартный A23.3-200, п. 11 Shear и кручение, май 2004, 18 с.
11. Американская ассоциация государственных чиновников шоссе Транспорт ", ASHTO LRFD мост проектной документации и комментарии", 2-е издание, Вашингтон, 1998, с. 5-26.
12. Американская ассоциация государственных чиновников шоссе Транспорт ", ASHTO LRFD мост проектной документации и комментарии", 2000 временных Edition, раздел 5-бетонных конструкций (SI), 2000, с. 5-72.
13. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2002, с. 139-186.
Фрэнк Дж. Vecchio, ВВСКИ, профессор гражданского строительства в Университете Торонто, Торонто, Онтарио, Канада. Он является членом Совместного ACI-441 ASCE комитетов, железобетонные колонны, и 447, анализа методом конечных элементов железобетонных конструкций. Его исследовательские интересы включают нелинейного анализа и проектирования железобетонных конструкций, определяющие моделирование, судебно-медицинской экспертизы, а также ремонт и восстановление структур.
Павел Говро является адъюнкт-профессор гражданского строительства в Университете Торонто. Его исследовательские интересы включают развитие структурных систем, которые обеспечивают эффективное использование современных материалов, в том числе высокопрочного бетона.
Входящие в состав МСА Карен Лю MASC кандидата в Департаменте строительства в Университете Торонто. Ее интересов входят проектирование армированных и предварительно напряженных железобетонных членов, включая применение нелинейного метода анализа.