Использование углепластика / CFCC арматуры в предварительно напряженного бетона Мосты Box-Beam
В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований на изгиб ответ из двух идентичных моста коробка-лучевой модели армированных и предварительно напряженных с различными типами из углеродного волокна, армированного полимера (углепластика) сухожилий / нитей. В первом поле пучка мост модели BBD-I была усилена и предварительно напряженного использованием углепластика-DCI сухожилий, а второй мост модели BBC-I была усилена и предварительно напряженного использованием углепластика кабель (CFCC) нитей. Каждая модель коробки пучка мост состоял из двух сборных предварительно напряженных балок коробчатого сечения располагаются рядом друг с другом и углепластика / CFCC усилить палубе плиты. Две балки коробчатого сечения каждого моста модели были предварительно напряженных используя семь претензиозность сухожилий / нитей и состоял из четырех поперечных диафрагм для поперечной после натяжения. Каждая модель коробки пучка мост был также предварительно напряженных, используя 12 продольных и поперечных четыре несвязанных после натяжения сухожилий / нитей. Изменения в претензиозность сил во время и после отливки балки коробчатого сечения, предельными нагрузками и режимы отказа, прогибы, после натяжения сил, деформаций и энергии отношения как мост модели представлены в этом документе.
Средние значения измеренных передачи длины 9,5 мм (0,37 дюйма) диаметр углепластика-DCI сухожилий и 12,5 мм (0,49 дюйма) диаметр нитей CFCC были измерены как 27,4 раза и 22,4 раза номинальный диаметр нити, соответственно. Как и ожидалось, обе модели моста испытали на себе подобные режимы отказа, то есть отказ был инициирован дробления бетона в зоне компрессии затем немедленного разрыва сухожилий напрягаемой / нитей. Кроме того, было отмечено, что предел прочности моста Модель BBD-I была выше, а соотношение энергии за тот же ниже, чем у моста Модель BBC-I. Тем не менее, продольной несвязанных сухожилия после натяжения / нити две модели моста сохранилась даже после полного крушения моста моделей. В целом, обе модели моста BBD-I "и" Би-я испытал идентичных изгиб поведения, особенно крекинга нагрузки, режим отказа, а изменения в пост-натяжения сил ..
Ключевые слова: балки; мостов; углерода; предварительного напряжения; подкрепления.
(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Поддержание шоссе надстройки, особенно палубы моста, потребляет значительную часть средств, имеющихся в США, а также в других странах. В 1999 году министерство транспорта США сообщили, что инфраструктура США поверхности потребуется годовой капитал около $ 57 млрд в течение следующих 20 лет, чтобы сохранить "1997 оценки результатов работы." 1 коррозии стальных нитей / арматурный прокат в связи с использованием противообледенительной солей и агрессивных условиях окружающей среды являются основными причинами ухудшения структуры и потеря структурной прочности. Использования волокнистых композитных materials2 теперь считается лучшим решением для устранения коррозии проблемы, связанные с обычными арматурной стали, и тем самым значительно сократить расходы на техническое обслуживание структур. Некоторые из заметных характеристик композиционных материалов, таких, как высокая прочность и жесткость к весу отношения, легкий, магнитных бесчувственность, легкость работы, и гибкость, чтобы изготовить ламинаты и / или пластинки желаемой прочности и жесткости помогли появлению волокна армированных полимеров (FRPS) в качестве потенциальных будущих строительных материалов в строительной отрасли ..
С момента создания железобетонных мостов в США, значение и применение железобетонных мостов окне пучка были постепенно увеличивается. Кроме того, технологию и использовать пост-натянутой бетонную коробку-лучевой bridges3 продвинулись на замечательный курс в США Кроме того, сборные из предварительно напряженного железобетона членов в настоящее время широко используется в строительстве современных bridges4 из-за конструкционных, структурные и области преимущества. Некоторые из отличительных advantages4 использования окна-лучевой разделов: 1) небольшой глубине, по сравнению с другими формами, 2) их строительства монолитных придает устойчивость конструкции, а также расширения внешнего вида; 3) часть полого внутри конкретных обеспечивает идеальный и безопасное место для утилиты, как газопроводы, водопроводы, телефонные каналы, ливневых стоков, стоков т.д. пройти через мосты, 4) высокой жесткости коробки пучка разделы делает их идеальными для криволинейных и сегментарные мостов и 5) низкое соотношение глубины к службы окно секций дает им стройная и эстетически внешний вид.
По-видимому, нет научной литературы по структурной ответ коробки пучка мостов и железобетонных предварительно напряженных использованием FRP сухожилий / нитей. Ради справочных материалов и для простоты понимания изгибных ответ коробки пучка мосты, некоторые из последних публикаций на изгиб ответ балок предварительно напряженных с использованием как подневольный и несвязанных FRP сухожилия ниже ..
Ивамото и др. al.5 предложил, что поведение и изгиб предел прочности FRP предварительно напряженного железобетона, могут быть оценены обычными из предварительно напряженного железобетона анализа. На основании исследования изгибных характеристик бетонных балок, предварительно напряженные, использующих труд закабаленных претензиозность и несвязанных сухожилий углепластика, Като и Hayashida6 к выводу, что провал связан углепластика предварительно напряженных железобетонных балок хрупкий, в то время как предварительно напряженных пучков несвязанных с сухожилий углепластика была примерно такой же степени пластичности, как и балок армированных стальными нитями.
Нееман и др. al.7 оценку частично предварительно напряженных Т-балок с CFCC и сообщил, что передал nonprestressed укрепление остаточной прочности и пластичности структуры. Благодать и Sayed8 изучал изгиб поведение двойного тройника (DT) пучка мостов использованием предварительно напряженных кабального и внешних несвязанных после натяжения углепластика сухожилий и без многократных воздействий нагрузки и пришел к выводу, что повторные нагрузки не оказали существенного влияния на внешний пост натяжения нитей. Maissen и де-Semet9 оценили сравнительные реакция бетонных балок, предварительно напряженных использование подневольного и несвязанных углепластика сухожилий и предварительно напряженных пучков нитей связан с стали. Авторы пришли к выводу, что лучи с предварительно напряженной кабального и несвязанных углепластика сухожилий продемонстрировали более высокий изгиб грузоподъемностью, чем предварительно напряженного пучка нитей связан с стали.
По данным расследования, проведенного по структурной пластичности бетонных балок с предварительно напряженной AFRP, углепластика и стали нитей, Нааман и Jeong10 выводу, что лучи с предварительно напряженных сухожилий FRP опытных значительно ниже, чем вязкость пучков предварительно напряженного со стальными нитями. Кроме того, авторы предложили новый подход для расчета вязкости, которые могут быть применимы к стали и армированного FRP / предварительно напряженных конструкций. Новое строительство approach11, 12 для многопролетных углепластика предварительно напряженных железобетонных мостов показали, что внешняя после натяжения с использованием непрерывного драпированные сухожилий, непрерывного усиленного углепластика палубе плиты, и поперечных после натяжения повысить пластичность мост модели. Танигучи и др. al.13 рассмотрел изгиб реакция бетонных балок, предварительно напряженных использованием углепластика и AFRP сухожилий и пришел к выводу, что использование углепластика в качестве поперечной арматуры увеличилась пластичность пучков.
Параметрическое исследование было проведено Грейс и Singh14 использованием развитых нелинейных программы для ЭВМ на основе деформации контролируемой подхода. Был сделан вывод, что конечная прочность на изгиб и отказов от DT пучков использованием предварительно напряженных многослойных претензиозность и внешних после натяжения углепластика сухожилий зависеть от уровня начальной претензиозность и после натяжения сил. В последнее время Ng15 экспериментально и теоретически изучил напряжения сухожилий и на изгиб внешне предварительно напряженные балки и пришел к выводу, что луч-службы не оказали существенного влияния на стресс и увеличить объем внешнего сухожилий. Этот результат противоречит заключительное слово Нееманова и Alkhairi.16
Целью настоящего исследования является разработка, строительство, приборостроение, а также испытания двух одинаковых пар сборных предварительно напряженных железобетонных мостов коробка-лучевой модели, одна усилить, использующих труд закабаленных претензиозность и несвязанных после натяжения углепластика-DCI сухожилий, и других, использующих труд закабаленных усиленный претензиозность и несвязанных после натяжения нити CFCC. В настоящем исследовании рассматриваются также такие параметры, как длина передачи углепластика-DCI и сухожилий CFCC нитей, прогиба от нагрузки и нагрузки деформации ответы мост модели, и сравнение конечных несущей способности и отказов двух соседних ящики- балка моста Модели BBD-I "и" Би-I.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальные исследования, представленные в настоящем документе объясняется, строительной техники, используемых для прилегающих мост коробка-модели с помощью пучка CFRP-DCI/CFCC связанных претензиозность и несвязанных после натяжения сухожилий / нитей. Это исследование также устанавливает достаточность использования углепластика-DCI и сухожилий CFCC нитей для строительства автодорожных мостов. Кроме того, результаты представлены в статье, должны быть непосредственно полезны для дизайнеров подбор материалов углепластика для удовлетворения их конкретных требований к конструкции и преодоления проблем, связанных с коррозией в нынешней практике шоссе окне пучка мостов.
СТРОИТЕЛЬСТВО подробности
Два соседних мост коробка-лучевой модели, каждая из которых состоит из двух сборных предварительно напряженных балок коробчатого сечения, были построены, приборами, а также тестирование. Два окна модели пучка моста были назначены BBD-I "и" Би-I, в зависимости от типа сухожилий / нити используются для армирования и предварительного напряжения поле балки моста моделей. Коробка-балки, предназначенные для строительства моста Модель BBD-I (BBD-I-1 и BBD-I-2) были подтверждены и предварительно напряженного использованием углепластика-DCI сухожилия, в то время как поле балки моста Модель BBC-I (BBC -I-1 "и" Би-I-2) были подтверждены и предварительно напряженного использованием CFCC прядей. Коробка балки, используемые в строительстве моста прилегающих окно-лучевой модели 6,1 м (20 футов) в длину, 965 мм (38 дюймов) в ширину и 229 мм (9 дюймов) глубиной.
1 показаны компоненты развитых углепластика армированного и предварительно напряженного прилегающих мост коробка-лучевой модели, использованной в данном исследовании. В каждой модели моста, 14 напрягаемой сухожилий / нитей, 12 после натяжения сухожилий / нитей, и 22 без предварительного напряжения сухожилий / нити были использованы в качестве изгиб арматуры. Рисунок 2 и 3 показывают, сечения и продольной подробнее раздел окне пучка мост Модель BBD-I с 76 мм (3 дюйма) палубе плиты литого над предварительно напряженных прилегающих коробка-лучи. Сечений и продольных срезах два моста моделей (BBC-I и BBD-I) были идентичными, за исключением типа арматурных для армирования и предварительного напряжения. Как поперечной арматуры, MIC17 C-бар стремена диаметром 9,5 мм (0,375 дюйма) были использованы при строительстве моста Модель BBD-I, в то время как CFCC 1 I.
Каждый бокс-лучевой две модели моста состоит из двух полых прямоугольных участков (рис. 2) формируется с помощью коммерчески доступных из пенопласта. Ширина и глубина каждого полые секции были 305 и 102 мм (4 и 12 дюйма), соответственно. Кроме того, каждая коробка пучка была представлена четырьмя прямоугольными поперечными диафрагмами (рис. 3), то есть по одному на каждом из концов поля света, а две секции на промежуточных симметрично расположенных примерно с середины пролета пучка для облегчения поперечного после натяжения моста моделей. Арматурного каркаса для моста Модель BBD-I состоит из MIC C-бар стременах и углепластика-DCI сухожилия (рис. 4 (а)), в то время как для арматурного каркаса моста Модель BBC-I состоит из стремян и CFCC CFCC нити (рис. 4 (б)). Для того чтобы избежать преждевременного выхода из строя сдвига и тем самым позволить мост моделей на неудачу при изгибе, стремена для каждого ящика пучка были представлены на расстояние 102 мм (4 дюйма). Как показано на рис. 4, каждая коробочка пучка были также представлены шесть каналов ПВХ в продольном направлении и четыре из ПВХ трубы в поперечном направлении, для размещения продольных и поперечных после натяжения сухожилий / нитей, соответственно.
До размещения арматурных каркасов в опалубке, семь сухожилий / нитей пропускали через клетку для последующего претензиозность. Кроме того, семь nonprestressing сухожилий / нитей в верхней и четыре nonprestressing сухожилий / нити находится на уровне претензиозность были также представлены, как показано на рис. 4. Кроме того, все претензиозность сухожилий / нити были приборами с напряжением датчиков для мониторинга уровня предварительного напряжения сил. Соглашение было сделано для производства предварительно напряженных две коробки балки каждого моста модели одновременно и на рис. 5. Кроме того, для контроля силы предварительного натяжения и устранить возможные ошибки приборов, датчиков были прикреплены в тупики переборок. Требуются конкретные крышка 51 мм (2 дюйма) в нижней части окна балки было достигнуто за счет размещения 102 мм (4 дюйма) диаметр кругового пластиковые стулья в клетке.
Предварительно напряженный
Каждый бокс-лучевой моста моделей использования предварительно напряженных семь претензиозность углепластика-DCI сухожилий / CFCC прядей. Предварительного напряжения (рис. 6) состоял из большой ход домкрат centerhole, гидравлический насос с манометром, напрягаемой стул, резьбовые стали натяжения стержня и муфты. Прокола силы контролировали с помощью избыточное давление гидравлического насоса и датчиков чтениях. Следует отметить, что система крепления углепластика-DCI сухожилий была приложена к концам каждого предварительного напряжения сухожилия во время строительства моста модели, а для CFCC нити (рис. 7) была установлена прядей. Каждый претензиозность углепластика-DCI сухожилия, используемых в строительстве поле балки моста Модель BBD-я подчеркнул в среднем 45,4 кН (10,2 KIPS), что применение в общей сложности 317,8 кН (71,4 KIPS) от претензиозность силу каждому окна света. В мост Модель BBC-I, каждый претензиозность CFCC прядь была подчеркнута средняя сила 44,3 кН (9,95 KIPS), что составляет в общей сложности 309,8 кН (69,7 KIPS) от претензиозность силу для каждого ящика пучка ..
После предварительного напряжения, бетон был помещен в опалубку (рис. 8). В бетонных, были приняты специальные меры, чтобы выступать за стремена верхний фланец коробки балки обеспечить сдвига связи с палубы плиты (рис. 9). После размещения бетона, ящики-лучи мокрого лечится пропитанной мешковины течение 7 дней. Когда бетон достигли желаемой прочности при сжатии, распилу подход был использован для передачи претензиозность сил к конкретным одновременно с обоих концов балок коробчатого сечения. 28-дневный прочность на сжатие бетона балок коробчатого сечения моста модели BBD-I "и" Би-I были 50,3 и 57,2 МПа (7,3 и 8,3 KSI), соответственно.
Строительство моста моделей
Индивидуальные сборных предварительно напряженных балок коробчатого сечения были перенесены на полигоне под загрузку рамы и были размещены рядом друг с другом с простыми поддерживает на их концах. Соседним расположением балок коробчатого сечения обеспечивает прочную платформу для первоначальной заявки, после натяжения. Разрыв между двумя соседними балки коробчатого сечения в каждом мосту модель grouted21 (рис. 10). После высыхания раствора, начальная поперечная сила натяжения пост был применен в каждом из четырех поперечных сухожилия после натяжения / нитей, проходящих через соответствующие поперечные диафрагмы балок коробчатого сечения. Поперечных после натяжения необходимо было сохранить структурную целостность двух соседних балок коробчатого сечения и для предотвращения всякого дифференциального движения в продольном после натяжения, литье палубных плит, а также применение внешних нагрузок. Первоначальный поперечной после натяжения состоит из применения 50% от дизайна поперечной силы после натяжения (44,5 кН [10 KIPS]). После первоначального поперечного после натяжения, начальная продольная сила натяжения пост был применен в несвязанных продольного сухожилия / нитей.
Степень начальной продольной силы после натяжения около 10% от общей численности дизайна после натяжения (89 кН [20 KIPS]). Окончательный поперечных и продольных сил после натяжения были применены после завершения строительства углепластика / CFCC армированных плит палубе ..
Строительство палубе плиты
Как палубе плиты арматура, квадрат сетки 203 CFCC нити (для моста Модель BBC-I), были изготовлены и помещены на балки коробчатого сечения и привязали к торчали стремян (рис. 11). После присоединения арматурной сетке, 76 мм (3 дюйма) палубе плита была отлита в подготовленные опалубки. 28-дневный прочность на сжатие палубных плит для конкретных моделей мост BBD-I "и" Би-I были 53,8 и 42,7 МПа (7,8 и 6,2 KSI), соответственно. Окончательный поперечных и продольных сил после натяжения, которые составляют примерно 50 и 90% проектной после натяжения сил, соответственно, были применены после палубе плиты конкретных достигли желаемого прочность на сжатие.
Измерительные приборы и SETUP
Бетонные деформаций и прогибов моста модели контролируется установки тензодатчиков и преобразователей линейного движения в определенных местах. Расположение линейных преобразователей движения и тензодатчиков моста Модель BBD-I на рис. 12. Расположение датчиков был одинаков для обеих моделей мост для сравнения. В общей сложности пять тензодатчиков были установлены на бетон на каждой стороне моста модели в середине пролета для измерения деформации при применении внешней нагрузки. Нижней и верхней тензодатчиков были установлены примерно 25 мм (1 дюйм) от соответствующих ближайшего края, а остальные четыре были тензодатчиков равномерно распределены оставшиеся 254 мм (10 дюйма) Глубина мост модели. Кроме того, пять тензодатчиков были установлены на верхней поверхности палубы плиты. Тензодатчики были симметрично расположенные относительно продольной оси середине моста модели. Для измерения отклонения от моста модели, два линейных преобразователей движения были установлены в середине диапазона, в то время как один линейный датчик движения был установлен в каждой точке квартала службы.
Датчики установлены в тупики продольных и поперечных после натяжения сухожилий / нити измеряется после натяжения сил в этих сухожилий / нитей. Данные от всех датчиков мониторинга и регистрировались с помощью 72-канал передачи данных системы сбора ..
Испытания на изгиб нагрузки проводились с целью определения предельной нагрузки несущей способности и пластичности мост моделей. Мост модели одной натянутой и просто поддерживается, состоящий из шарнирного опирания на одном конце и ролика поддержки на другом конце. Эффективной службы модели окно-лучевой моста 5,79 м (19 футов). Нагрузка была применена к мосту через модель загрузки рамка, которая была направлена на распространение четыре-точечную нагрузку симметрично. Погрузочно-разгрузочные циклы продолжались до конечной неудачи. Эти погрузочно-разгрузочных циклов, необходимые для выделения упругих и неупругих энергии моделей. Все параметры, такие как прогибы, топ конкретных штаммов, штаммов в pretensioned сухожилий / нитей, сил в продольном и поперечном после натянутый сухожилий / нитей, и привод нагружения контролировать и регистрировать все погрузочно-разгрузочных циклов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В этом разделе, различные параметры изучены для исследования поведения изгиб моста модели BBD-I "и" Би-I представлены в деталях. К ним относятся передача длины углепластика-DCI и сухожилий CFCC пряди, эффект твердения бетона на претензиозность сил, прогиба от нагрузки и нагрузки деформации ответов силу изменения в продольном несвязанных сухожилия после натяжения / нитей, отношение энергии, отсутствие нагрузки, и способы отказа две модели моста.
Передача длины
Передача длины углепластика-DCI и сухожилий CFCC нити используются для предварительного напряжения балки коробчатого сечения моста модели BBD-I "и" Би-I, соответственно, представлены в таблице 3. Эти передачи длины основаны на распилу выпуска предварительного напряжения сил 7 дней после укладки бетона. 7-дневный сильные сжимающие бетона две балки коробчатого сечения моста модели BBD-I "и" Би-I были 33,8 и 42,1 МПа (6,1 и 4,9 KSI), соответственно. Передача длины были определены из распределения деформаций по длине балок вблизи концов использованием 95% в среднем методом деформации максимум на 100% освобождения от предварительного напряжения forces.22 Было установлено, что измеряется длина передачи на живых и мертвых концах поле балки находились в тесном соглашения (табл. 3). Кроме того, средняя величина измеряется передачи длина 9,5 мм (0,374 дюйма) диаметр углепластика-DCI сухожилия около 27,4 раза номинальный диаметр жилы, тогда как средние значения измеренных передачи длина 12,5 мм (0,49 дюйма ) диаметром нитей CFCC около 22,4 раза номинальный диаметр нити.
Разница в длине передачи значений углепластика-DCI и сухожилий CFCC нитей объясняется разница в прочности при сжатии бетона в мост моделей при передаче, а также разнородных геометрической конфигурации (поверхности углубления) из углепластика-DCI и сухожилий CFCC прядей. В таблице 3, расчетная длина передачи полученных с помощью благодати, 22 ACI 318-02,23 и Zou24 уравнений (уравнения (1) через (3), соответственно) представил. Было отмечено, что мерные длины передачи были близки к предсказанным Grace22 и МСА 318-0223 уравнений, однако, мерные длины передачи значительно ниже, чем предсказывает Zou24 уравнения. Кроме того, эти результаты противоречат заключительные замечания Цзоу, 24, который утверждает, что для всех практических целей, влияние предварительного напряжения по передаче длины сухожилия можно пренебречь и передаче длина должна быть основана исключительно на формуле. (3) (модифицированная версия BS 8110-1:199725) ..
... (1)
... (2)
... (3)
, где г ^ к югу Ь является номинальным диаметром сухожилия / прядь (мм), [функция] ^ ^ р сабвуфера предварительного напряжения при передаче (МПа); [функции] ^ югу CI ^ 'является прочность бетона на передачи (МПа) и Заметим, что для углепластика-DCI сухожилий, коэффициент
Влияние твердения бетона на претензиозность сил
Как показано на рис. 14 и 15 сил в претензиозность сухожилий / нитей, измеряемой нагрузки клетки, резко сократилось после укладки бетона в опалубку. Этот очевидный потери предварительного напряжения сил отнести к конкретному процессу гидратации. В связи с расширением бетона и сухожилия, нагрузка клеток в тупик опорных частично потерял контакт с опорной. Это незначительное потеря контакта между нагрузкой и опорных клеток в результате очевидной потери претензиозность сил. Однако эта кажущаяся потеря претензиозность сил обеих углепластика-DCI и сухожилий CFCC нитей постепенно восстанавливается в течение двух дней (48 часов) после укладки бетона. Восстановление претензиозность сил из-за усадки бетона в процессе отверждения, который восстановил контакт датчиков с опорной. Этот результат означает, значение выдержки бетона в предварительно напряженных балок и предостерегает против досрочного освобождения предварительного напряжения.
Нагрузки отклонения ответ и изменение сил в несвязанных сухожилий / нитей
Конечная ответы нагрузки отклонения два моста модели BBD-I "и" Би-I, показаны на рис. 16. Некоторые погрузки и разгрузки циклов проводились на мосту моделей отдельных неупругих поглощенной энергии и упругой энергии, выделяющейся до отказа. Точка нагрузки отклонения кривых (рис. 16) в соответствии с изменением наклона определяет крекинга нагрузки и связано с изменением жесткости секции после взлома. Значения растрескивания нагрузка, соответствующая к появлению первой трещины в балки коробчатого сечения моста модели BBD-I "и" Би-I не наблюдалось такой же, то есть 106,8 кН (24 KIPS). Кроме того, было установлено, что конечной нагрузки грузоподъемности моста модели BBD-I "и" Би-I в связи с тем около 649,7 и 552 кН (146 и 124 KIPS), соответственно, и соответствующие отклонения, 142 и 156 мм (5,6 и 6,2 дюйма), соответственно.
Изменение сил в несвязанных сухожилия после натяжения / нитей моста модели BBD-I "и" Би-I в связи с приложенной нагрузки показана на рис. 17. После крекинга, сил в несвязанных после натяжения сухожилий моста Модель BBD-I в частности приложенной нагрузки была немного выше, чем у моста Модель BBC-I. На предельной нагрузки, среднее увеличение на 18,9 и 22,3 кН (4,3 и 5 KIPS) было отмечено в продольном несвязанных сухожилия после натяжения / нитей моста модели BBD-I "и" Би-I, соответственно. Кроме того, было отмечено, что все несвязанных сухожилия после натяжения / нитей сохранилась даже после конечной неудачи моста моделей. Следует также отметить, что грузоподъемность моста модели значительно снизилась, хотя внутренние несвязанных сухожилия после натяжения / нити остались нетронутыми после аварии. Кроме того, изменение сил в поперечном несвязанных сухожилия после натяжения / нитей, была незначительной.
Несоблюдение режима моста моделей
Оба моста модели BBD-I "и" Би-я пережил разрушение при изгибе. Провал был инициирован дробления бетона в зоне компрессии затем разрыв сухожилий претензиозность / нити (рис. 18 и 19). Эта неудача режиме ожидалось, так как оба моста модели были чрезмерно усилены. Кроме того, модель моста BBD-я пережил 17% выше, конечной грузоподъемностью, чем мост Модель BBC-I, который должен быть представлен к высшей конкретные прочность на сжатие (около 44%) в зоне сжатия (палуба плита) Модель моста BBD-I, как непринятие инициируется дробления бетона в зоне сжатия.
Пластичность моста моделей
Пластичности прилегающих окне пучка мост модели BBD-I "и" Би-I был определен путем оценки выпустила упругой энергии и поглощенной энергии неупругих до отказа. Пластичности мост моделей выражается отношение энергии, то есть отношение энергии, поглощенной неупругих к общему energy.8, 10 Для измерения энергии отношение, каждый мост модель подверглась нескольким погрузочно-разгрузочных циклов. Рис 20 и 21 показывают, нагрузка-смещение кривых используется для вычисления энергии отношение моста моделей. Окончательный разгрузки кривая получена путем моделирования кривая разгрузки для второго последнего цикла. Расчетные соотношения энергии моста модели BBD-I "и" Би-I были примерно 25 и 31% соответственно, которые были рассмотрены, а хрупкие и, следовательно, указывает на необходимость изучить другие философии дизайна для улучшения пластичности углепластика / CFCC армированных и предварительно напряженных железобетонный мост коробка-лучевой модели.
ВЫВОДЫ
На основании экспериментальных данных, полученных из данного исследования, можно сделать вывод, что оба моста модели BBD-I "и" Би-I показали одинаковый изгиб поведения, особенно крекинга нагрузки, режим отказа, а изменения в пост-натяжения сил. Кроме того, следующие выводы.
Среднее значение измеренного передачи длиной 9,5 мм (0,374 дюйма) диаметр углепластика-DCI сухожилий составляет около 27,4 раза номинальный диаметр жилы, в то время, что из 12,5 мм (0,49 дюйма) диаметр нитей CFCC составляет около 22,4 раза номинальный диаметр нити. Передачи длиной уравнений Grace22 и МСА 318-0223 тесно оценка передачи измеряется длиной углепластика-DCI и сухожилий CFCC прядей. Сравнение расчетных длин передачи с использованием различных уравнений с мерные длины передачи указывает, что влияние предварительного напряжения по передаче длина не может быть проигнорировано.
Очевидной потери предварительного напряжения за счет тепла в бетоном позволяет предположить, что претензиозность силы не должны быть освобождены по крайней мере до 2 дней после отливки бетона. Таким образом, досрочное освобождение претензиозность силу не рекомендуется.
Крекинга нагрузок два моста модели BBD-I "и" Би-I наблюдается приблизительно 106,8 кН (24 KIPS). Кроме того, модель моста BBD-я пережил 17% выше, конечной грузоподъемностью, чем мост Модель BBC-I, что объясняется более высокой прочностью на сжатие конкретного в зоне компрессии (палуба плита) моста Модель BBD-I, а отказ был инициирован дробления бетона в зоне сжатия.
После крекинга, увеличение после натяжения сил несвязанных сухожилий моста Модель BBD-I в частности приложенной нагрузки была немного выше, чем у моста Модель BBC-I. Кроме того, на предельной нагрузки, среднее увеличение на 18,9 и 22,3 кН (4,3 и 5,0 KIPS) было отмечено в продольном несвязанных сухожилия после натяжения / нитей моста модели BBD-I "и" Би-I, соответственно. Кроме того, он отметил, что все продольной несвязанных сухожилия после натяжения / нити две модели моста сохранилась даже после сбоя.
Неспособность обеих моделей мост BBD-I "и" Би-I было начато путем дробления бетона в зоне компрессии затем разрыв сухожилий претензиозность / нитей, так как оба моста модели были чрезмерно усилены. Энергии соотношения, полученные для модели моста BBD-I "и" Би-I были 25 и 31% соответственно, что указывает на необходимость изучения других конструктивных особенностей, чтобы улучшить пластичность развитых углепластика / CFCC усилены и предварительно напряженных железобетонных мостов коробка-стержневых систем.
Авторы
Это исследование было поддержано консорциумом Национального научного фонда (грант № CMS-0533260 и CMS-0408593); Токио веревки Производство ООО, Япония; ACI бетона научно-исследовательского совета; Разные композиты, Inc, которая производила углепластика-DCI сухожилий и Ко "Мицуи", Япония. Углепластика Лидлайн напрягаемой стержни производства Mitsubishi Chemical Ко, Япония. Это экспериментальное исследование стало возможным благодаря усилиям нескольких научных сотрудников и аспирантов и студентов. Взносов СО Сингх, после защиты докторской научный сотрудник LTU, высоко ценятся, как и технические замечания о Роджер До MDOT.
Ссылки
1. Нееман, AE, и Chandrangsu, К., "Инновационная система палуба мост Использование высокопроизводительных волоконно-армированные композиты Цемент", ACI Структурные Journal, В. 101, № 1, январь-февраль 2004, с. 57-64.
2. ACI Комитет 440 ", современное состояние Доклад о волокнита Арматура железобетонных конструкций (ACI 440R-96) (переодобрена 2002)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1996, 65 с.
3. Хинди, A.; Макгрегор, R.; Крегер, ME, и Брин, JE, "Повышение прочности и пластичности после напряженной Сегментные балки мостов Box", ACI Структурные Journal, В. 92, № 1, январь-февраль . 1995, с. 73-94.
4. Талы, N., дизайн современных мостов шоссе, McGraw Hill завод, ОАО, Нью-Йорк, 1998, с. 382-487.
5. Ивамото, K.; Uchita, Ю.; Такаги, Н., и Кодзима, T., "Прочность выносливость из предварительно напряженного бетона пучками арамидного-Fiber сухожилия," Международный симпозиум по волоконно-металлопластиковых Арматура железобетонных конструкций, С. П. -138, А. Нанни и CW Долан, ред. американские бетона институт, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1993, с. 509-523.
6. Като, Т., Hayashida, N., "Прочность характеристики из предварительно напряженного бетона пучков с углепластика сухожилия," Международный симпозиум по волоконно-металлопластиковых Арматура железобетонных конструкций, SP-138, А. Нанни и CW Долан, ред., Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1993, с. 419-440.
7. Namaan, А. Е.; Tan, KH; Чен, С. и Alkahiri, FM, "Частично предварительно напряженные балки с углепластика направлениям: Предварительные тесты оценки", Международный симпозиум по волоконно-металлопластиковых Арматура железобетонных конструкций, SP-138, . Нанни и CW Долан, ред. американские бетона институт, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1993, с. 441-464.
8. Грейс, Ф. и Саид, Г. А., "Поведение Внешне / Внутренние предварительно напряженного комплексной системы Мост", Труды 3-й Международный симпозиум по неметаллических (FRP) Арматура железобетонных конструкций, т. 2, Саппоро, Япония, 1997, стр. . 671-678.
9. Maissen А., и де-Semet, CAM, "Сравнение бетонных балок, предварительно напряженного с углеродного волокна армированной пластмассы и стали пряди," Non-металлические (FRP) Арматура железобетонных конструкций, Труды 2-й Международный симпозиум RILEM (FRPRCS), Гент, Бельгия, август 1995, с. 430-439.
10. Нееман, AE, и Чен, С. М., "Структурные Пластичность бетона Предварительно напряженные балки с FRP сухожилия," Non-металлические (FRP) Арматура железобетонных конструкций, Труды 2-й Международный симпозиум RILEM (FRPRCS), Гент, Бельгия, август 1995 , с. 379-386.
11. Грейс, Ньюфаундленд; Эномото, T.; Абдель-Сайед, G.; Yagi, К. и Collavino, Л., "Экспериментальное исследование и анализ полномасштабной углепластика / CFCC мост Дважды Ти-Beam," PCI Journal, Т. 48, № 4, июль-август 2003, с. 120-139.
12. Грейс, Н. Ф., "Отклик непрерывных углепластика предварительно напряженных железобетонных мостов при статических и повторных нагрузок," PCI журнал, т. 45, № 6, ноябрь-декабрь 2000, с. 84-102.
13. Танигучи, H.; Муцуеси, H.; Кита, T.; и Мачида, A., "Поведение при изгибе Внешне предварительно напряженного железобетона Балки Использование углепластика и арамидного веревки при статических и динамических нагрузках," Труды 3-й Международный симпозиум по неправительственным организациям Металлические (FRP) Арматура железобетонных конструкций, т. 2, Саппоро, Япония, 1997, с. 783-790.
14. Грейс, Ф. и Сингх, SB, "Дизайн подход к углеродного волокна армированной полимерной предварительно напряженного бетона мостовых балок," Структурные ACI Journal, В. 100, № 3, май-июнь 2003, с. 365-376.
15. Нг, C.-K., "Стресс сухожилия и на изгиб внешне предварительно напряженные балки," Структурные ACI Journal, В. 100, № 5, сентябрь-октябрь 2003, с. 644-653.
16. Нееман, AE, и Alkhairi, FM, "Стресс на Ultimate в несвязанных сухожилия после натяжения: Часть 2-Предлагаемая методология", "Структурные ACI Journal, В. 88, № 6, ноябрь-декабрь 1991, с. 683-692.
17. Маршалл промышленности композиты, Inc "MIC углеродного волокна C-бары," Карбон C-бары арматурного проката спецификации, Лима, штат Огайо, 2000.
18. Разные композиты, Inc DCI сухожилия спецификации, Erlanger, Кентукки, 2004 (<a target="_blank" href="http://www.Diversified-Composites.com" rel="nofollow"> www.Diversified- Composites.com </ A>).
19. Mitsubishi Chemical Corporation ", Лидлайн (TM) из углеродного волокна сухожилия / Бары," Руководство по эксплуатации, Минато-ку, Токио, Япония, 1994.
20. Токио веревки Производство ООО "Технические данные по CFCC пряди," Руководство по эксплуатации, Токио, Япония, 1993, 100 с.
21. Пятизвездочный продактс инк, руководство пользователя на пять Star Железобетона, Фэрфилд, штат Коннектикут, 2002, стр. 3. (<A HREF = "http://www.Fivestarproducts.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW" > <www.Fivestarproducts.com />).
22. Грейс, Н.Ф., "Передача Длины углепластика / CFCC Пряди для DT-балок," PCI журнал, т. 45, № 5, 2000, с. 110-126.
23. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2002, 443 с.
24. Цзоу, PXW, "Долгосрочные Свойства и передачи Длина армированных волокном полимеров," Журнал композиты для строительства, ASCE, т. 7, № 1, февраль, 2003, с. 10-19.
25. Британский институт стандартов (BSI), "Структурные Использование Бетон: Кодекс практики по проектированию и строительству" BS 8110-1:1997, Лондон, 1997, 172 с.
Входящие в состав МСА Набиль F. Грейс профессор и председатель Департамента Гражданское строительство и директор Центра инновационных исследований материалов (CIMR), Лоренс технологический университет (ЛТУ), Саутфилд, штат Мичиган Он является членом комитета ACI 440, Fibre Железобетонная Полимерные Укрепление и совместной ACI-ASCE Комитет 343, Бетон Дизайн моста.
Tsuyoshi Эномото является инженер проекта в Токио веревки Производство Лтд, Токио, Япония. Он получил степень бакалавра в области гражданского строительства Кюсю технологический институт, Япония, в 1987 году. Его исследовательские интересы включают мосты и железобетонные конструкции, и он активно участвует в обеспечении инженерной поддержки углепластика кабель проектов.
Saju Sachidanandan является структурным инженером NTH Consultants, штат Мичиган он получил от МСЦ LTU в 2005 году. Его исследовательские интересы включают строительство подземных сооружений.
Sreejith Puravankara является инженер-строитель. Он получил от МСЦ LTU в 2005 году. Его исследовательские интересы включают конкретные реабилитации с использованием FRP, структурного моделирования, анализа и упругой.