Несбалансированное Момент сопротивления по сдвигу в Слэб-Column соединения: Экспериментальная оценка

ACI 318-051 считает, что учитываются несбалансированного момента M ^ и ^ к югу, передаваемых между колонки и плиты сопротивляется в части ( ) к югу M ^ и ^) на изгиб. Код определяет долю не превышает 40, 75 или 50%, соответственно, мощность сдвига V ^ с ^ к югу. Экспериментальное исследование краю столбца перекрытия соединение подвергается поперечная сила в сочетании с несбалансированной откат моментов. Кроме того, опубликованные данные испытаний на плите столбцов соединения передачи V ^ и ^ к югу в сочетании с M ^ ^ к югу у рассматриваются. Экспериментальные данные обсуждаются в связи с проектом допускается раздел 13.5.3.3.1 Сделан вывод о том, что код раздела могут в некоторых случаях привести к небезопасным дизайном и исключить, таким образом, рекомендуется.

Ключевые слова: штамповка; сдвига; плит.

(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

ACI 318-051 Строительный кодекс требует, чтобы конструкция плит столбцов соединения передачи поперечной силы V ^ и ^ к югу в центре тяжести сдвига критической секции в сочетании с несбалансированной момент M ^ к югу и ^ (рис. 1) на основе предположении, что V ^ ^ и к югу, и доля момент Остальные, Код комментарии выражает сдвига в критический раздел D / 2 из колонки на лицо

... (1)

... (2)

M ^ к югу и ^ = югу M ^ O ^ V ^ к югу и ^ х ^ о ^ к югу (3)

где V ^ югу иг поперечной силы и M ^ югу O ^ является несбалансированным момент занимает около оси у тяжести O колонны, х ^ к югу O ^ является ^-координаты центра тяжести O столбца ( Рис. 1) (заметим, что х ^ к югу O ^ имеет отрицательное значение на рис. 1 (б)). V ^ и ^ к югу, в центре тяжести сдвига критической секции, в сочетании с M ^ ^ к югу и, являются статические эквиваленты V и ^ ^ к югу в сочетании с M югу ^ O ^. Значение Ь к югу O ^ периметр критического сечения, г-расстояние от крайней волокна сжатия тяжести напряженности арматуры; J ^ с ^ к югу является собственностью предполагается критической секции, х-координата точка, в которой V ^ к югу и ^ рассчитывается и л ^ к югу х ^ и л ^ у ^ к югу являются сторонами сдвига критической секции (рис. 1 (а)). Рисунок 1 показывает, V ^ и ^ к югу и к югу M ^ и ^ в их положительных сторон; положительном направлении к югу M ^ O ^ так же, как M ^ ^ и к югу. Стрелки на рисунке представляют собой силу подпункта V ^ и ^ и несбалансированным момент M ^ и ^ к югу оказывает колонке на плите.

Для использования формулы. (1), M ^ к югу и ^ должно быть около центроидальный главной оси сдвига критической секции и V ^ к югу и ^ должны быть в центре тяжести. Несбалансированного момента M ^ O ^ к югу, около центральной оси столба сечения, равен M и ^ ^ к югу только тогда, когда центры тяжести колонны и критического сечения совпадают, это при критическом разделе Интерьер колонки без плиты отверстия (рис. 1 (а)). Следует отметить, что при применении уравнения. (3) в критической секции в край или угол колонки (рис. 1 (б) и (с)) х ^ к югу O ^ является отрицательное значение.

Код комментарии МСА 318R-05, 1 Раздел R11.12.6.2, определяет J ^ с ^ к югу как свойство предположить критической секции аналогичный полярный момент инерции и дает уравнение для критического сечения на рис. 1 (а), что может быть переписано в виде

... (4)

, где I ^ у ^ к югу является г умноженной на момент инерции периметру сдвига критической разделом о оси у. Второй член в правой части уравнения. (4) обычно не превышает 3% от I ^ у ^ к югу. Например, для внутренней связи плиты колонки с квадратной колонки, с ^ к югу х = к югу с ^ у ^ с = 0,25 м (10 дюйма) и D = 0,12 м (4,7 дюйма), I ^ к югу у = 4,05 4 ^ (260 дюйма ^ SUP 4 ^). ACI 421.1R-992 рекомендует замена J ^ с ^ к югу в формуле. (1), I ^ к югу у ^

... (5)

Для критической секции любого полигональной формы, I ^ к югу у ^ может быть рассчитана как

... (6)

где л ^ ^ т к югу длина типичной стороны многоугольника и х ^ ^ я к югу и к югу х ^ J ^ являются х-координаты его конечностей. Суммирование всех сторон многоугольника.

Уравнение (2) дается ACI 318-051 за критическую секцию на внутренний колонки без каких-либо отверстий плиты (рис. 1 (а)). ACI 421.1R-992 дает уравнения для 1 (а). Уравнение, которое применяется на краю колонки (рис. 1 (б)) является

... (7)

Раздел 13.5.3.3,1 добавили в МСА 318 в 1995 году, позволяет, что несбалансированное моменты относительно оси, параллельной краю на внешней поддержки? V быть сокращены до нуля при условии, что

V ^ к югу и ^

или

V ^ к югу и ^

Для несбалансированного момента во внутренних опор, значение -

Код дает для интерьера колонке подвергаются несбалансированным момент M ^ к югу и ^ (рис. 1 (а))

... (11)

Если критическая секция имеет форму замкнутой площади, . Использование

V ^ к югу и ^

V ^ с ^ к югу равна номинальной прочности на сдвиг к югу V ^ п ^ критического сечения на д / 2 из колонки, при отсутствии поперечной арматуры и несбалансированного момента, V ^ югу п ^ = V ^ с ^ к югу. В большинстве случаев

V ^ к югу с = 1 / 3 [квадратный корень функции] [о] ^ югу с Ь '^ о ^ к югу D (единиц в MN и т) (13)

или

V ^ к югу с = 4 [квадратный корень функции] [о] ^ югу с Ь '^ о ^ к югу D (единиц в фунты и дюйма) (14)

ACI 318-051 дает два уравнения, кроме уравнения. (13) и (14) для V ^ с ^ к югу, которые применяются в особых случаях.

Дизайн разделы должны быть основаны на

[Прямая фи] V ^ п ^ к югу

[Прямая фи] M ^ п ^ к югу

ACI 318-051 требует, чтобы изгиб укрепление быть предоставлено в течение эффективная ширина, (с 3h), противостоять части несбалансированный момент не сопротивление сдвигу. По краю колонки (рис. 1 (б)), удовлетворяющая уравнению. (8), раздел 13.5.3.3 МСА 318-05,1 позволяет несбалансированным момент оказать сопротивление полностью прогиб. Таким образом, абсолютное номинальной стоимостью несбалансированного момента, которые могут быть переданы равна конечной прочности при изгибе эффективной ширины и может быть рассчитана как

... (17)

где [функция] ^ югу у ^ и ^ ^ вложенные папки являются текучести и области напряженности в укрепление эффективная ширина (с 3h); индексы б и т, ссылаясь на нижний и верхний изгиб арматуры в поперечном направлении к краю, применяется, когда неуравновешенный момент отрицательных и положительных, соответственно, и глубина эквивалентной прямоугольного напряжения. Для простоты, наличие сжатия укрепление игнорируется здесь. Сокращение

(^ К югу S ^) ^ б к югу или T ^ ^

где

Выше, представляет собой обзор уравнений и условия, которые должны быть выполнены, чтобы оправдать использование раздел 13.5.3.3.1 исследования в данной работе, оспаривать законность этого раздела, начиная с внешнего соединения. Когда твердые плиты структуры подвергались только тяжесть нагрузки, несбалансированное момент M ^ O ^ к югу, около оси в направлении оси у на краю тяжести колонки, является позитивным (рис. 1 (б)). В абсолютных значениях, | M ^ к югу и ^ | | M ^ югу O ^ |. Как будет показано экспериментально, что это условие производит высококачественные касательное напряжение на краю плиты, в результате чего провал на несбалансированные момент с абсолютной величине гораздо меньше, чем значения, которое может быть предсказано в соответствии с разделом 13.5.3.31 (уравнение (17)). Кроме того, опубликованные данные будут использованы для построения диаграмм взаимодействия сдвиговой силы от несбалансированного момента и вопрос обоснования раздела 13.5.3.31 для внутренней связи.

ACI 318-051 требует эффективного плиты шириной (с 3h) предоставляется изгиб подкрепление, чья сила равна Это не означает, что несбалансированное момент, который производит разрушение при изгибе может быть рассчитан для данной плиты, как (1 / Прочность провал может произойти только за счет развития механизма от формы выхода линии. Несбалансированного момента, который производит такой механизм, как правило, гораздо больше, чем предел прочности при изгибе (уравнение (17)) изолированной плиты полосы шириной (с 3h). Gesund и Goli3 дал разрушения структуры урожая изгиб линий по производству механизмов провал из-за V и ^ ^ к югу в сочетании с (M ^ югу п ^) ^ к югу [функция] Lex ^ к югу, для изотропной плиты связи с квадратными интерьера column3

... (19)

где т ^ SUP - ^ и т ^ ^ SUP являются сильные изгиб на единицу ширины сляба предоставляемый верхней и нижней подкрепления, соответственно. Соответствующие картины разрушения доходности линий на рис. 2.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные данные используются для оценки безопасности от дизайна, используя раздел 13.5.3.3 МСА 318-05.1 Этот раздел позволяет снижение напряжения сдвига, что несбалансированное моментов в плите производят колонки соединений. Исследования, представленные в настоящем документе делается вывод о том, что код является безопасным без использования Раздел 13.5.3.3, которая ставит под угрозу безопасность конструкции. Таким образом, удаление Раздел 13.5.3.3 из кода предлагается.

Экспериментальная программа

Прототип плоской структурой пластины

Рассмотрим твердые плиты для прототипа здании с краю плиты колонки связи с такими же размерами и усиление, как и опытный образец на рис. 3 и 4. Опытный образец представляет краю столбца прототипа строительства, монолитные плиты с частью связаны свободного края и параллельные линии около 1 / 5 размаха в направлении х, и две линии и около 1 / 5 пролетов в перпендикулярных направлениях. В тестовом образце, плита просто поддерживается на неопреновые подушки на три ребра; смещения ребер были предотвращены в направлении V и в обратном направлении. Для удобства наблюдения развития трещины, плита была проведена в вертикальное положение в испытательной раме (рис. 5). Поперечной силы V была введена, применяя силу с осевой привод А. значение V постепенно увеличилось этапов, в каждом этапе нагрузки было доведено до нуля и повторно в три раза. При V ^ к югу и ^ = 142 кН (32 койка) не было получено; введенных перемещения в противоположных направлениях, были введены циклически у колонны концы с Приводы B и C (рис.

5). Амплитуды

Прототип здания равных пролетов длиной L = 5 м (197 дюймов) в двух ортогональных направлениях. В направлении х, здание имеет три бухты и в направлении оси у здания есть несколько бухт. Основная структурная система включает в себя сдвига стены, которые ограничивают interstory отношение дрейфуют к югу DR ^ е ^ = [0,4 дюйма]) представляет собой разницу между боковой дрейф в течение двух последовательных этажей, а л ^ с ^ к югу это слово высоте, которая равна 3,0 м (120 дюймов) (расстояние между серединой плиты поверхность в два этажей). В случае землетрясения, дрейфа в пластическом состоянии, соответственно. Значение ) в сочетании с Предполагается дрейфа. Указанные конкретные функции [силы] ^ C ^ к югу и текучести изгибных подкрепления, как предполагается, будет таким же, как измеренных значений в тесте, то есть [функция] ^ C ^ югу МПа югу '= 26,2 (3800 фунтов на квадратный дюйм), [функция] ^ югу у = 424 и 432 МПа для 10M и 15M баров, соответственно (61,5 и 62,7 KSI на 0,44 и 5 / 8 дюйма

бары). 10M и 15M арматуры имеют площади поперечного сечения 100 и 200 мм ^ 2 ^ SUP (0,155 и 0,310 дюйма ^ ^ SUP 2), соответственно ..

Рис 6 (а) и (б) показывают, эквивалентной плоскости кадра идеализации промежуточных пол и колонны из трех бухт в направлении х. Сечения всех колонок 0,25 Несбалансированного момента M ^ O ^ к югу на грани соединения определяется упругими анализ кадра на рис. 5 (а) подвергается тяжести нагрузки, д ^ к югу и ^ = 9,0 5 (б) подвергаются введенных дрейфа, Момент инерции членов кадров, в соответствии с разделами 13.7.3 и 13.7.4 МСА 318-05,1 указаны на рисунках. Для изготовления плит членов, от лица к лицу колонке столбца на рис. 6 (б), момент инерции принимается равной половину от общей площади к ответственности за трещин. Модуль упругости конкретные берется 24 ГПа (3500 KSI). Предполагается, что боковой дрейф может происходить в направлении, показанном на рис. 6 (б) или в обратном направлении. На плите столбцов соединения, следующие значения V югу ^ и ^ и M ^ югу O ^ определяются из анализа двух кадров:.

Из-за тяжести

V ^ к югу и ^ = 96 кН (22 койка) и M ^ югу O = 29 кН-м (260 кип в.)

Из-за дрейфа

V ^ к югу и ^ = ± 10 кН (± 2 кип) и M ^ югу O = ± 27 кН-м (± 240 кип в.)

Сумма выше ценности и использования формулы. (3), где х ^ к югу O = -0,086 м (-3,4 дюйма) (рис. 7), дают дизайн сил, передаваемых между колонки и плиты

V ^ к югу и ^ = 86 кН (19 койка); югу M ^ O = 2 кН-м (20 койка в.); Югу M ^ и ^ = -5 кН-м (-40 кип в.)

или

V ^ к югу и ^ = 106 кН (24 койка); югу M ^ O = 56 кН-м (500 кип в.); Югу M ^ и ^ = 47 кН-м (420 кип в.)

Подключение должны быть разработаны для следующих номинальных сил (уравнение (15) и (16))

V ^ к югу п ^ = V ^ к югу и ^ / [прямой фи] = 0,75 = 115 кН (26 койка), в сочетании с М> югу п ^ = M ^ ^ к югу иу / [прямой фи] ^ югу = 0,9 = -6 кН-м (-50 кип в.)

и

V ^ к югу п ^ = V ^ к югу и ^ / [прямой фи] ^ югу = 0,75 = 142 кН (32 койка), в сочетании с М> югу п ^ = M ^ ^ к югу иу / [прямой фи] = 0,9 = 52 кН-м (460 кип в.)

Экспериментальный образец и погрузка краю столбца перекрытия связи

Планы и возвышения краю плиты колонки образец, представляющий соединение прототипа, показаны на рис. 3 и 4. Верхний изгиб арматуры (рис. 4 (а)) состояла из 15M (5 / 8 дюйма) баров расположенных на расстоянии 150 мм (6 дюймов). Нижний изгиб укрепления состояли из 10М (0,44 дюйма) и 15M (5 / 8 дюйма) баров расположенных как показано на рис. 4 (б). С = 250 мм (10 дюйма) и Н = 150 мм (6 дюймов), эффективной ширины сляба (с 3h) = 700 мм (28 дюйма). Площади поперечного сечения на изгиб укрепление работает в направлении оси х в этом ширина были: (к югу ^ S ^) ^ к югу Ь = 800 мм ^ 2 ^ SUP (1,24 дюйма ^ ^ SUP 2) и ( ^ к югу S ^) ^ ^ к югу т = 1000 мм ^ 2 ^ SUP (1,55 дюйма SUP ^ 2 ^). Покрова 20 мм (3 / 4 дюйма) для всех изгиб подкрепление, в результате эффективных глубинах 122 и 106 мм (4,80 и 4,17 дюйма) в х-и у-направлениях соответственно. Все верхний и нижний изгиб подкрепления работает в направлении х были согнуты в 180 градусов, чтобы обеспечить закрепление у плиты края. Все укрепления работает в направлении оси у было достаточно длины развития без крючков.

Колонна была достаточно усилены, чтобы не допустить его провала. Измеряется прочность бетона в день испытания [функция] ^ югу с = ^ '26,2 МПа (3800 фунтов на квадратный дюйм). Геометрические свойства в критический раздел D / 2 от колонны, приведены на рис. 7 ..

Как обычная практика научных исследований, сильные наблюдалось в тестах были сопоставлены с расчетными номинального значения прочности рассчитывается с использованием факторов силы сокращения [прямо фи] = 1 и используя измеренные в работе [функция] ^ C ^ к югу и [функции] ^ у ^ к югу значения .

Осевое усилие V ^ к югу и ^, равный 0,75 [прямой фи] V ^ к югу с = 142 кН (32 койка) (с V ^ с ^ к югу рассчитывается по формуле. (13)), была применена в колонке тяжести ; где [прямой фи] был взят 1,0. Хотя сила V ^ к югу и ^ = 142 кН (32 койка) было устойчивым, два столбца концы были постепенно перемещенных на расстояние Для каждого перемещения прирост, три цикла обращения были выполнены. Это дополнительные циклические перемещения продолжались до колонки рыться в плите. Размеры, сил и перемещений, введенные в отношении образца представляют собой края колонке прототип описал. Отношение верхней и нижней подкрепление в эффективной ширины и величина сдвига передается сила удовлетворяют уравнению. (8) и (18), поэтому раздел 13.5.3.3 МСА 318-051 применяется. Таким образом, уравнение. (17) можно предсказать, номинальная несбалансированным моменты, которые могут быть переданы. Подстановка (^ к югу S ^) ^ к югу Ь = 800 мм ^ 2 ^ SUP или (суб ^ S ^) ^ ^ к югу т = 1000 мм ^ 2 ^ SUP, [функция] ^ югу у = 432 МПа, D = 0,122 м, а = 0,022 м дает.

| M ^ югу п ^ | ^ к югу 13.5.3.3 = 38 или 48 кН-м (340 или 420 кип в.)

Соответствующие M ^ O ^ югу значения (уравнение (3)) являются -26 или 60 кН-м (-230 или 530 кип в.). Предсказал провал режим изгиб, не пробивая сдвига. Эксперимент для сравнения предсказаний с тестами.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Максимальный момент была достигнута в Результирующий момент M ^ югу O = 5 кН-м (40 койка в.), Что соответствует M ^ ^ и к югу = -7 кН-м (-60 кип в.). Циклических смещение продолжались и после 2,5 мм (0,1 дюйма), а в конечном счете, Рисунок 3 показывает положительный знак конвенции дрейфа

Испытания образца разрушенного штамповки сдвига в непосредственной близости от колонки, когда отрицательные несбалансированным момент был применен в обращение циклов. Что только к югу V ^ и ^ = 142 кН (32 койка) давление, типичные радиальные трещины были замечены на плите верхней поверхности (рис. 8 (а)). Наклонные трещины сдвига на свободный край плиты, распространяющееся на верхней и нижней поверхностей, не наблюдалось. Как минуту представил, более трещин начала распространяться и в тех же направлениях (рис. 8 (а) и (б)). Максимум положительных и отрицательных значений несбалансированного момента (M ^ югу O ^) ^ ^ к югу испытания были 4,8 и -1,4 кН-м (42 и -12 кип в.), Записанный в дрейф отношений DR = 0,0028 и 0,0014, соответственно (рис. 9). Соответствующие моменты несбалансированным M ^ и ^ к югу на центр тяжести сдвига критической секции (уравнение (3)) было -7,4 и -13,6 кН-м (-65 и -120 кип в.). Конверт петли гистерезиса для абсолютного значения отрицательной несбалансированного момента M ^ O ^ к югу в циклическом откат на рис. 9. Прежде чем штамповка, максимальное напряжение записаны в нижнем изгибе стали работать в направлении х был 0.52

10 в течение четырех баров. После штамповки, четыре бара дали ..

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Выше, показывает, что абсолютная величина несбалансированного момент, что связь может передать, будет значительно переоценил с помощью Раздел 13.5.3.3 МСА 318-05.1 Кроме того, в предположении, что весь несбалансированным момент могут быть переданы на изгиб, раздел 13,5 .3.31 пропускает истинного сбоев-пробивая провал.

На первом этапе загрузки, V ^ ^ у югу была введена без сноса, поэтому на данном этапе, к югу M ^ O = 0 и M ^ к югу и ^ = V ^ к югу и ^ х ^ к югу O ^ (формула ( 3)). Применение формулы. (5) для сдвига критической секции на рис. 7, установка V в точке на границе равна V ^ к югу и ^ = (1 / 3) [квадратный корень функции] [о] ^ C ^ югу лодки МПа = 1,706 МПа (248 фунтов на квадратный дюйм) и M ^ к югу и ^ = V ^ к югу и ^ х ^ ^ O к югу, и решение V ^ ^ и к югу дает сочетание сдвига и момент конечной

V ^ к югу и ^ = 118 кН-м (27 койка) с M ^ ^ и к югу = 118 (-0,086) = -10 кН-м (-90 кип в.)

Это сочетание V югу ^ и ^ и M ^ к югу и ^ для штамповки сдвига в соответствии с МСА 318-051 без Раздел 13.5.3.3.

Значения V ^ к югу и ^ и М ^ и ^ к югу и режим, при котором произошел сбой в ходе испытаний, сравниваются в таблице 1 с предсказаниями следующие ACI 3181 с и без Раздел 13.5.3.3. Если максимальное напряжение сдвига V ^ ^ к югу Umax, рассчитанная по формуле. (5), происходит в одной точке пика, а не по длине стороны сдвига критической секции, ACI 421.1R-992 рекомендует, чтобы силы регулируется вю в точке, расположенной на расстоянии 0.4d от пика точки (например, точка E на рис. 7). Таким образом, за счет перераспределения напряжений, силы регулируется сокращение номинального значения напряжения сдвига по сравнению с пиковым значением; 421.1R ACI-992 позволяет сократить не более 15%. Последняя строка в таблице 1 приведены рассчитанные V ^ и ^ к югу и к югу M ^ и ^ значения для испытания плит в соответствии с МСА 421.1R-99,2

Из таблицы 1 видно, что раздел 13.5.3.3 МСА 318-051 не предсказывает провал правильной нагрузки и переоценивает комбинированных значений V югу ^ и ^ и M ^ к югу и ^, которые производят неудачи, поэтому раздел можно было бы привести небезопасным дизайном. ACI 318-05,1 без Раздел 13.5.3.3, и ACI 421.1R-992 правильно предсказать режим отказа и недооценивать комбинированных значений V югу ^ и ^ и M ^ к югу и ^, которые производят провал. Оба источника приведет к консервативным дизайном, с последнего источника будучи менее консервативны.

Произошла ошибка при очень низких югу M ^ O ^ (равной 4,8 кН-м), меньше M ^ югу O = 29 кН-м (260 кип в.) Из-за учтены мертвым грузом на прототипе. Предсказал провал режим изгиб в соответствии с разделом 13.5.3.3 МСА 318-05,1 на M югу ^ O ^ = -26 или 60 кН-м (-230 или 530 кип в.). Это означает, что дизайн в соответствии с разделом 13.5.3.3 МСА 318-051 будет опасным даже для факторинговой мертвым грузом без сноса.

ОПУБЛИКОВАННЫХ данные об исследованиях EDGE и углу колонка SLAB ПОДКЛЮЧЕНИЯ

В таблице 2 приведены опубликованные data5-7 экспериментов на край плиты и угловые колонки соединения, которые не в пробивая из-за сочетания сдвига силы и несбалансированным передачи момента. Все соединения были изгиб отношение укрепление в рамках эффективная ширина (с 3h), меньше 0.375 Для соединения края, образцов MG-2A5 и образца указывалось выше, V ^ ^ к югу у менее чем 0.75V ^ с ^ к югу, так и для угловых соединений, образцы NH46 и Z-II (4), 7 V ^ югу у ^ было меньше 0,5 V ^ с ^ к югу. Таким образом, в каждом из соединений представлены в таблице 2 удовлетворить два требования, которые позволяют использовать Раздел 13.5.3.3 МСА 318-05; 1, таким образом, несбалансированное момент сопротивления можно считать полностью сопротивление изгибу ( ). Нет поперечной арматуры была представлена ни в одном из соединений. Абсолютная величина номинального момента несбалансированным, которые могут быть переданы связи | M ^ югу п ^ | к югу ^ ^ 13.5.3.3, которая будет предсказал использованием Раздел 13.5.3.3 МСА 318-051 рассчитывается как номинального изгиб потенциала Плита в эффективной ширины (с 3h), используя формулу.

(17). Подробнее расчета | M ^ югу п ^ | к югу ^ ^ 13.5.3.3 приведены в приложении А. колонке 9 таблицы 2 сравнение абсолютных значений и | M ^ югу п ^ | ^ ^ к югу 13.5.3.3 и | M ^ к югу п ^ | ^ ^ к югу испытаний; последний момент максимального несбалансированным переданы в тестах. Все значения в колонке 9 меньше, чем 1,00, что указывает на связь не удалось путем штамповки до изгиба потенциала могло бы быть мобилизованы. Сравнение показывает также, что использование Раздел 13.5.3.31 кода приводит к завышению несбалансированного момента, которые могут быть переданы по заданной связи с указанным значением V ^ ^ и к югу.

СТОИМОСТЬ

Рассмотрим интерьера квадратных колонке перекрытия связи, не имеющих поперечной арматуры, передавая усилие сдвига V ^ и ^ к югу в сочетании с несбалансированной момент M ^ и ^ к югу увеличения величины. Когда (Ь к югу о ^ / г) квадратному корню из функции] [о] ^ C ^ к югу (МПа) = 4 [квадратный корень функции] [о] ^ C ^ к югу (фунтов на квадратный дюйм). Подставляя это значение в формулу. (1) и решение для M ^ ^ и к югу дает величину номинального несбалансированного момента производства провал пробивая сдвига

... (20)

... (21)

где х = (CD) / 2, б ^ о ^ к югу = 4 (CD); J ^ с ^ к югу = 2d (CD) ^ ^ SUP 3 / 3 D ^ ^ SUP 3 (CD) / 6.

Эмпирической формуле. (2), принятый в ACI 318-05,1 дает Раздел 13.5.3.3 позволяющую сократить это значение (12) и (18) не будут удовлетворены. Для квадратной колонки с квадратными сдвига критической секции, упругой анализов Mast8 дает По той же критической секции, многочисленные упругой конечной анализ элемента Elgabry и Ghali9 дать В ходе последующего обсуждения упругих значение Таким образом, путем предоставления меньшего (11) следует некоторое перераспределение между сдвига и изгиба сопротивлений. Раздел 13.5.3.3 МСА 318-051 позволяет большее перераспределение доходов.

В таблице 3 приведены опубликовал тест data10-16, 13 квадратных интерьера колонке перекрытия соединения, которые не путем сдвига. Для каждого соединения, значения функции [о] ^ C ^ к югу, к югу Ь о ^, г, J ^ с ^ к югу, и (V ^ к югу и ^) ^ ^ к югу тест подставляются в уравнение. (20), чтобы дать прогнозируемое значение M ^ п ^ к югу, а результаты по сравнению с фактическим несбалансированного момента (M ^ к югу и ^) ^ ^ к югу тест, что вызвало разрушение при сдвиге. В двух последних столбцах таблицы 3 дает (M ^ югу п ^) ^ к югу п ^) ^ к югу Это соотношение показано на рис. По сравнению с 11 (V ^ к югу и ^) ^ к югу тест ^ / V ^ с ^ к югу, с V ^ с ^ к югу рассчитывается по формуле. (13).

Тринадцать значения [(M ^ к югу и ^) ^ к югу тест ^ / (M ^ югу п ^) ^ к югу Раздел 13.5.3.3 МСА 318-05,1 приводит к завышению несбалансированной силы минуту. 13 испытаний представлены на рис. 11 точками внутри прямоугольника ABCD. Завышение колеблется между 134 и 18% образцов II Лу и Durrani14 и образцов 3 и Пан Мол, 11 соответственно; см. заштрихованные строк в таблице 3, из которых (M ^ к югу и ^) ^ ^ к югу тест / ( M ^ югу п ^) ^ к югу

Предсказал номинальной стоимости M ^ ^ N югу формулой. (20) обратно пропорциональна Три значения М п ^ ^ к югу полученные с помощью

(M ^ югу п ^) ^ к югу

Использование показывают, что этот показатель составляет менее 1,0 в некоторых тестах. Это означает, что? V рассчитывается по формуле. (2), без уменьшения Раздел 13.5.3.3 МСА 318-051 можно переоценить силу несбалансированного момента небольшой маржи.

Использование упругих значение ^ меньше, чем 1,0. Это свидетельствует о том, что увеличение (2) снижает или исключает переоценки сил. Но снижение Эмпирической формуле. (2), принятый в МСА 318-051 "и соответствующие эквивалентные канадского кодекса CSA A23.3-0417 был использован на практике в течение десятилетий, без сообщили негативное влияние, никаких изменений в уравнении здесь предложили. CSA A23.3-0417 не допускает какого-либо снижения (2).

Несбалансированное моментов (M ^ п ^ к югу) ^ к югу [функция] ^ закон, который может производить разрушения структуры доходности линий вызывает изгиб механизм отказа, рассчитанная по формуле. (19) для каждого из 13 испытаний представлены на рис. 11, приведены в колонке 11 таблицы 3. Тот факт, что (M ^ югу п ^) ^ к югу [функция] ^ закон больше (M ^ к югу и ^) ^ ^ к югу тест подтверждает, что отказов в каждом испытании, был сдвиг перфорации, а не изгиба. Таким образом, причина того, что (M ^ к югу и ^) ^ к югу тест ^ меньше (M ^ югу п ^) ^ к югу ^ к югу vreduced = 0,25 в расчете M ^ ^ п к югу. В Test 3 Пан и Moehle11 и испытания Dny-4, Durani и Ду, 15 однако, (M ^ югу п ^) ^ к югу [функция] Lex ^ близка к (M ^ к югу и ^) ^ ^ к югу испытаний; это означает, что сбоев в два испытания были штамповки-изгиба, с более чем пластичности обычном режиме перфорации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Показано, что дизайн в соответствии с разделом 13.5.3.3 МСА 318-051 может привести к преждевременному выходу из строя перфорации, когда плиты колонки соединение подвергается несбалансированного момента силы тяжести нагрузки в сочетании с землетрясением и ветра. Тестовые данные на нескольких соединений поддерживают это заявление. Таким образом, удаление раздела 13.5.3.31 от кода предлагается.

Авторы

Это исследование финансировалось за счет субсидии из естествознания и техники Научно-исследовательского совета Канады.

Нотация

б ^ о ^ к югу = длина периметра сдвига критической секции

с ^ к югу х ^, с ^ к югу у = столбец размеры в х-и у-направлениях соответственно, а для квадратных колонн, с ^ к югу х = к югу с ^ у ^ = с

DR = бокового дрейфа отношение interstory

DR ^ подпункта е ^ = боковая упругих interstory отношение дрейфа

D = расстояние от крайней волокна сжатия тяжести напряженности укрепление

[Функция] ^ югу с ^ '= заданная прочность бетона; измеряется конкретные функции [силы] ^ C ^ подпункта "используется при анализе испытаний

[Функция] ^ югу у = указанного предела текучести арматуры; если таковые имеются, измеряемой текучести используется для функции [о] ^ у ^ к югу в анализе испытаний

А = общая толщина плиты

I ^ к югу у = г умножается периметру предполагаемого критического раздела, посвященного оси

J ^ к югу с = собственности предполагается критической секции аналогичный полярный момент инерции

л ^ к югу с ^ = расстояние между боковой силы, действующие на концах колонке

л ^ к югу х ^, л ^ к югу у = проекции критической секции по основным центроидальный х-и у-осей

M ^ югу п = номинальная несбалансированной силы минуту соединения

M ^ югу O = несбалансированного момента передается между плиты и колонки вокруг оси в у-направлении на центр тяжести колонки

M ^ к югу и ^ = несбалансированного момента, о центроидальный основной оси ординат, передаваемых между плитой и колонку тяжести сдвига критической секции

V ^ к югу с ^ = номинальный предел прочности на сдвиг при условии конкретными

V ^ к югу и ^ = учтены силы сдвига в разделе

V ^ к югу с ^ = номинальный предел прочности на сдвиг (в единицах напряжения), предоставляемых конкретным

х = координат любой точки по периметру предполагаемого сдвига критической секции

[Прямая фи] = коэффициент силы сокращения

Ссылки

1. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2005, 430 с.

2. ACI Комитет 421 ", поперечной арматуры для плит (ACI 421.1R-99)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1999, 15 с.

3. Gesund, H., и Голи, HB, "Предельные анализа плоских плит зданий для боковым нагрузкам," Журнал структурного подразделения, ASCE, V. 105, № ST11, ноябрь 1979, с. 2187-2202.

4. МКБ-03, "Международный кодекс Строительство", Международный совет кодекса, штат Иллинойс, 2003, 655 с.

5. Megally, S., и Гали, A., "Сейсмическая поведение пограничного Колонка-Слэб Связи с Стад поперечной арматуры", ACI Структурные Journal, В. 97, № 1, январь-февраль 2000, с. 53-60.

6. Хаммил, N., и Гали, A., "штамповка сдвигового сопротивления Корнер Слэб-Column соединения", ACI Структурные Journal, В. 91, № 6, ноябрь-декабрь 1994, с. 697-707.

7. Zaghlool, ERF, "Сила и поведение углы и края Колонка Слэб-Column соединения железобетонных плоских пластин", кандидатская диссертация, Департамент строительства, Университет Калгари, Калгари, Альберта, Канада, 1971, 366 с.

8. Маст, PE, "подчеркивает, в плоских пластин Рядом Столбцы", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 67, № 10, октябрь 1970, с. 761-768.

9. Elgabry А., Гали, A., "Момент передачи сдвига в Слэб-Column соединения", ACI Структурные Journal, V. 93, № 2, март-апрель 1996, с. 187-196.

10. Wey Э., Дуррани, A., "сейсмического отклика внутренних дел SlabColumn Связи с Shear столиц", ACI Структурные Journal, В. 89, № 6, ноябрь-декабрь 1992, с. 682-691.

11. Пан А., Мол, J., "Железобетонные плоские пластины под боковой загрузки: экспериментальное исследование в том числе двухосных действие, Доклад № UCB/EERC88/16, Инженерного колледжа Калифорнийского университета в Беркли, октябрь 1988 , 262 с.

12. Робертсон И., Дуррани, A., "Влияние тяжести нагрузки по сейсмическим Поведение внутренних дел Слэб-Column соединения", ACI Структурные Journal, В. 89, № 1, январь-февраль 1992, с. 37-45.

13. Ислам, S., и парк, Р., "Тесты по Слэб-Column Связи с Shear и несбалансированного изгиб," Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 102, № ST3, март 1976, с. 549-568 .

14. Luo Ю., и Дуррани, A., "Эквивалентные модели плоских плит BuildingsPart 1: Интерьер соединения", ACI Структурные Journal, В. 92, № 1, Jan.Feb. 1995, с. 115-124.

15. Дуррани А., Du Ю., "сейсмостойкости Слэб-Column соединения в существующих неподатливый плоских зданий", технический отчет NCEER-92-0010, Национальный центр по исследованию землетрясений инженерия, SUNY, May 1992.

16. Робертсон И., Дуррани, A., "сейсмической реакции соединения в неопределенных элементы конструкции плоской пластине," Структурные исследования на Райс, доклад № 41, Департамент строительства, Университет Райс, Хьюстон, Техас, июль 1990, 266 с.

17. Канадская ассоциация стандартов, "Проектирование железобетонных конструкций", CAN3-A23.3-04, Mississauga, Онтарио, Канада, декабрь 2004, 214 с.

Марк Ричи MSc студентов в Департаменте строительства, Университет Калгари, Калгари, Альберта, Канада. Он получил степень бакалавра в Университете Калгари в 2001 году. Его исследовательские интересы включают проектирование сейсмостойких железобетонных конструкций.

Амин Гали ВВСКИ, является почетный профессор в Департаменте строительства, Университет Калгари. Он является членом комитетов МСА 373, Циркуляр предварительно напряженных железобетонных конструкций с Окружная сухожилия, и 435, прогиб бетонных строительных конструкций, а также совместное ACI-ASCE комитетов 343, железобетонный мост Дизайн и 421, Проектирование железобетонных плит.

Уолтер Дилгер, ВВСКИ, является почетный профессор в Департаменте строительства, Университет Калгари. Он является членом комитетов МСА 209, ползучести и усадки в бетоне, а также 445, сдвига и кручения. Его исследовательские интересы включают штамповки сдвига плоских плит, структурные эффекты ползучести и усадки (в том числе, высокопрочный бетон), а также тепловые эффекты в бетонных конструкций.

Входящие в состав МСА Рамез B. Gayed является аспирант в Департаменте строительства, Университет Калгари. Он получил степень бакалавра с Айн-Шамс университет, Каир, Египет, в 1996 году и степень магистра в Университете Калгари в 2002 году. Его исследовательские интересы включают структурного анализа, сдвига в бетоне, и сейсмической дизайна.