Укрепление Слип в железобетонных колонн

Укрепление опор скольжения в пучке и колонки совместных регионы могут внести значительный вклад в общее боковое перемещение железобетонных конструкций. В данной работе модель для прогнозирования поперечной деформации колонны из-за укрепления скольжения в зоне крепления представлен. В модели используется шагнул связи напряжений по длине встроенной арматурного проката, что позволяет эффективно вычисления перемещений за счет скольжения. Метод вычисления скольжения при арматурного проката подчеркивается его разгрузки конца и соответствующий критерий отказа представлены. Процедуры для расчета сдвига в крючковатым баров также определены. Предложенная модель по сравнению с пятью другими широко используемых моделей в литературе в отношении трех независимых наборов тестовых данных. Учитывая его простоте и эффективности вычислений, предложенная модель предсказывает скольжения перемещения достаточно хорошо.

Ключевые слова: связь скольжения; напряжение связи, колонны, боковые нагрузки, железобетонные.

(ProQuest: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Арматурного проката встроенные в бетон подвергается растягивающей силы будут накапливаться напряжение свыше заливки длины стержня. Этот штамм вызывает арматурного проката продлить или скольжения, по отношению к конкретным, в котором она внедрена. Продольной арматуры в железобетонных столбец с закрепленными концами при изгибе может быть в напряжении на пучке колонки или колонки основе интерфейса. Скольжение арматуры за изгиба длину и закрепления конкретных (то есть, в основе или пучок колонки совместных область) приведет твердого тела вращения колонны, как показано на рис. 1. Это вращение добавка вращения рассчитывается из анализа изгиб колонны. Это увеличило вращения вызывает большие дрейфа колонн, балок и стен при боковых нагрузках, поэтому очень важно учитывать для усиления скольжения при определении реакции железобетонных конструкций подвергаются боковые нагрузки. Экспериментальные результаты четыре двойной кривизны колонны проверен Sezen1 показывают, что в некоторых случаях, деформации из-за укрепления скольжения может быть настолько большим, как колонна прогибы.

В этой статье шагнул связи стресса модель для прогнозирования скольжения в арматурного проката в напряжении. Порядок работы с вязкими разгрузки конце прямой баров и подключили баров изложил. Отношения дается для расчета скольжения вращения, которая является необходимой для прогнозирования бокового смещения колонны из-за скольжения. Данные экспериментальных исследований колонны из нескольких предыдущих исследований по сравнению с ответом предсказывали предложенной модели, и пять других широко используемых моделей скольжения.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Моделирование реакции железобетонная конструкция боковых нагрузки комплекса. Общей поперечной деформации колонны состоит из трех компонентов, а именно, изгиб, бар скольжения и деформации сдвига. Для точного прогнозирования общего структурного поведения, каждый из этих трех компонентов деформации должны быть рассмотрены. Моделирование вся структура включает в себя много членов и трудоемкий процесс, даже при быстром современных компьютеров. Таким образом, вычислительно эффективные модели, которые могут рассчитывать укрепление скольжения точно необходимо для использования в качестве части общей программы структурных ответ. В этой статье, довольно простой бар деформации скольжения модель разрабатывается и оценивается с помощью экспериментальных данных и других моделей.

Справочная информация и предыдущая РАБОТЫ

Многие ученые исследовали скольжения арматуры в растяжении. Различные модели делятся на две большие категории. Макро модели решения среднем поведение скольжения и часто принимают форму или вышел связи напряжений по развитию длина арматурного проката. Модели Отани и Sozen, 3 Alsiwat и Saatcioglu, 4 и Lehman и Moehle5 такого рода дел. Макро модели являются очень эффективными с точки зрения вычислительной. Micro модели попытка моделирования железобетонных интерфейса на местном уровне, и часто используют различные связи стресс-местных скольжения отношений в рамках численной модели. Два заметных исследований, в которых исследовались локальные явления тесно связи являются по Eligehausen др. al.6 Хокинс и др. al.7 Micro модели, как правило, хорошо согласуются с экспериментальными данными, но они требуют нескольких вложенных циклов итерации по заливки длине стержня для достижения равновесия. Это делает применение этих моделей вычислительно интенсивные. Модели Eligehausen др. al.6 видел широкое применение в скольжения моделирования, а также многие researchers8-10 предложили дополнения или изменения в их модели ..

Арматурного проката встроенные в бетон могут быть смоделированы в предположении линейного упругого поведения и равномерной у стресс связи югу ^ Ь на л Длина развития ^ ^ г югу от арматурного проката, как это показано на рис. 2 (а). Из равновесия сил, действующих в бар Р

F = [функция] югу ^ с ^ ^ к югу б = и ^ к югу Ь

где [функция] югу ^ S ^ является сталь стресс, к югу ^ Ь это сталь области, г ^ к югу Ь является бар диаметре. Подставляя в области адвокатуры, необходимой длины развития может быть определена

... (2)

Напряжений в баре линейно уменьшается с [функция] югу ^ S ^ на загруженных конец к нулю на развитие длины. Таким образом, скольжение бар (скольжения) может быть определена по интеграции штаммов над развитием длины

... (3)

где E ^ S ^ к югу является стальной модуль упругости. Заметим, что уравнение. (3) предполагает, что заглубление длине полосы длиннее, чем длина развития, рассчитанная по формуле. (2). В одном из ранних исследований по скольжению, Отани и Sozen3 предположить среднем равномерного напряженного связь и ^ к югу б = 0,54 ... МПа (6,5 ... фунтов на квадратный дюйм) для встраиваемых баров напряженности, где [функция] ^ C ^ югу 'является конкретным прочности при сжатии в МПа (фунтов на квадратный дюйм).

На основании экспериментов, Lehman и Moehle5 и др. Saatcioglu al.11 показали, что на границе пучка колонки, штаммы в баре усиление может быть значительно больше, чем доходность деформации, в результате чего колонны сталкиваться со значительными фиксированной конце поворота. На основании испытаний моста колонны, Lehman и Moehle5 предложил активизировать связи стресс-скольжения модели. В этой модели для скольжения значения менее скольжения соответствует доходности напряжение в баре, равномерного напряженного связь берется как и ^ к югу б = 1,0 ... МПа (12 фунтов на квадратный дюйм ...). Для значений, превышающих скольжения скольжения при растяжении, емкость связи напряжений и ^ к югу Ь '= 0,5 ... МПа (6 ... фунтов на квадратный дюйм).

Аналитические процедуры была предложена Alsiwat и Saatcioglu4 предсказать монотонная зависимость "сила-деформация арматурного проката встроенные в конкретных использованием шагнул распределения напряжений сцепления (рис. 2 (б)). Согласно этой модели, четыре регионы развиты по арматурного проката на растяжение, а именно, упругой области длиной L ^ е ^ к югу, выход региона плато длиной L ^ ^ ур югу, упрочнения области длиной L ^ к югу ш ^ и вывода конуса области длиной L югу ^ ^ шт. Упругих напряжений у равномерной связи югу ^ е ^ предполагается вдоль упругого длину, тогда как у фрикционных равномерное напряжение связи ^ ^ е югу предполагается, текучести и упрочнения регионов. Упругих напряжений связи был принят с ACI Комитета 40812 и равен 0,87 ... МПа (10,5 ... фунтов на квадратный дюйм) для большинства приложений. Напряжение трения связи на основе результатов экспериментальных исследований по Pochanart и Harmon.13 скольжения рассчитывается путем интегрирования штаммов над развитием длины, и это площадь под напряжением диаграммы, показанной на рис.

Модели Хокинс и др. al.7 использует трилинейной кривой связаны связи стресса местных скольжения в каждой точке по длине встроенный бар. Eligehausen др. al.6 использования аналогичной кривой. Каждая из этих двух моделей была получена из испытаний образцов вывода проведенных соответствующих авторов. Связи стресс-скольжения перемещения отношений, как это определено в этих моделях, показаны на рис. 3, а также влияние параметров, которые определяют их обсуждаются в literature.6, 7,14

Предлагаемая модель SLIP УКРЕПЛЕНИЯ

Макроуровне подход был использован для предлагаемой модели скольжения, и предполагается, что напряжение связи можно было аппроксимировать как шагнул [функция] ^ югу у nction ^, со значением и ^ к югу Ь для упругих напряжений стали, и ^ к югу Ь лодки на нагрузку, превышающую предел текучести. Потому что эта модель предназначена для использования при анализе всей структуры, макро-модельный подход является целесообразным. Такой подход позволяет эффективно вычислений скольжения за счет устранения необходимости для вложенных циклов итерации, которые необходимы в численных моделях. На основе этого выбора, скольжения могут быть определены путем включения напряжения в связи с разработкой следующую продолжительность

... (4)

где L ^ Sub D ^ и л ^ ^ Sub D 'являются разработка длины для упругих и неупругих части панели, соответственно. Потому что напряжение связи равномерно в каждом диапазоне, штамм распределение будет билинейной, как показано на рис. 4. Выполняя интегрирование уравнения. (4) дает

... (5)

Развитие длины может быть определено из равновесия сил вдоль стержня. Уравнение (2) относится к упругой области (с [функция] югу ^ S ^ ограничена [функция] ^ югу у ^), а также следующие уравнения могут быть получены за неупругих диапазоне

... (6)

Равномерное связи подчеркивает

Скольжения измерялась на концах 12 колонке образцов, испытанных на Sezen1 и Линн и др. Использование al.15 измеренных значений скольжения при растяжении перемещения, единый связи подчеркивает uby были рассчитаны. Рассчитанных связи подчеркивает делятся на квадратный корень из бетона и представлены на рис. 5. Для 12 колонн считается, среднее напряжение облигаций 0,95 ... МПа (11,4 ... фунтов на квадратный дюйм), а стандартное отклонение составляет 0,21 ... МПа (2,5 ... фунтов на квадратный дюйм). Sozen и Moehle16 рассчитывается средняя средняя прочность в 0,83 ... МПа (10,0 ... фунтов на квадратный дюйм) от 35 испытаний балок под монотонные нагрузки. Все пучков было ясно кавер-на-бар диаметру меньше или равно 2,5 (C / D ^ к югу Ь Мелек и др. al.17 также получить среднее прочность ц ^ подпункта б = 0,95 МПа (11,4 ... фунтов на квадратный дюйм) на основе штаммов, измеренная на 15 продольных балок, в шесть колонн тест коленях сростков. На основании этого теста данным, в этом исследовании, равномерного напряженного связь и ^ к югу б = 1,0 ...

МПа (12 фунтов на квадратный дюйм ...) предполагается в упругой области (рис. 4). На участке арматурного проката, над которым выход напряжение будет превышено, равномерного напряженного связь и ^ к югу Ь к югу '= 0,5 ... МПа (6 ... фунтов на квадратный дюйм) принимается из работы и Lehman Moehle.5 6 приведены два примера того, измеряется циклические связи напряжений и облигаций скольжения модель ..

Слип вращения

После скольжения арматурного проката известно, вращение колонны, вызванные этим скольжения должны быть определены. В предложенной модели, предполагается, что скольжение будет происходить в барах под напряжением только, и что ротация будет около нейтральной оси. Как показано на рис. 7, скольжения, вращения

... (7)

Комбинируя уравнения. (2), (5), (6) и (7), компактный набор уравнений может быть получено для расчета скольжения вращения

... (8)

Купон на выгрузке конце бар

Развития длина рассчитывается с использованием предложенной модели (L ^ ^ Sub D л ^ ^ г югу лодки, как показано на рис. 4) будет зачастую больше, чем при условии заливки длины. Eligehausen model6 показывает, что при Бар подчеркнул, вплоть до его выгрузки конца (то есть, когда заливки длина меньше, чем расчетная длина развития), в конце стержня скользит мобилизовать силы связи и удовлетворить равновесия. Форму или вышел модель связи подчеркнуть, однако, не может непосредственно счета для скольжения по выгрузке конец, потому что увеличение скольжения не ведет к увеличению возможностей связи в баре. Таким образом, альтернативный подход должен быть использован.

Это может быть показано с моделью Eligehausen, что бар с заливки длины к югу л ^ ^ вставлять короче, чем длина заливки требуется причиной разрушения бар до вывода, л ^ ^ пт к югу, будет вести себя подобным образом в бар с большей длиной заливки , чем к югу л ^ ^ пт до точки вывода. Поведение № 10 бар встроенный в 27,6 МПа (4000 фунтов на квадратный дюйм) конкретные рассчитывается с использованием модели Eligehausen как заливки длина варьируется от 200 до 500 мм (7,9 до 19,7 дюйма), а результаты представлены на рис. 8. Для любой вложенности длина больше, чем я ^ ^ пт к югу (около 400 мм [15,7 дюйма]), 18 поведения в основном идентичны, и пределом прочности на растяжение бар превысил перед баром вытаскивает из бетона. Как заливки длина уменьшается, бар вытаскивает на все более низких напряжений, но восходящей части кривой по-прежнему аналогична кривой для длинного стержня. Если панель достает до достижения напряжения приблизительно [функция] ^ у ^ к югу на загруженных конца (то есть, к югу л ^ ^ вставлять

Параметрическое исследование было проведено с целью определить отношение минимальной длины заливки, л ^ к югу д, тт, необходимые для сил реагирования-бар скольжения арматурного проката будет аналогична бар с очень длинным заливки длины. Шестьдесят вывода 18 образцов с различными свойствами материала и размеры были смоделированы с помощью модели Eligehausen облигаций скольжения (рис. 3 (б)). Для каждого образца, заливки длина разнообразны, как показано на рис. 8, а к югу л ^ г, не менее было отмечено, ^. Сравнивая эти минимальной длины с параметрами, которые менялись в каждом образце, было установлено, что основные переменные, влияющие на минимальной длины заливки были прутка диаметром D ^ к югу Ь, стресс стал выход [функция] ^ югу у ^ , а бетона на сжатие функции [силы] ^ C ^ к югу. Лучшее соотношение между минимальной длины заливки и переменных отмечалось ранее была достигнута путем построения L ^ Sub-D, но не менее по сравнению с ^ продукт ..., как показано на рис. 9. Из линейного регрессионного анализа расчетных данных, было установлено, что минимальная продолжительность заливки, необходимые для лечения бар как если бы это было очень давно можно наилучшим образом моделируется.

... (9)

где л ^ ^ ис югу глубина неограниченном покрытия бетона в совместных или положение, как показано на рис. 7. Для всех уравнений в этом разделе, длина в мм (дюймы) и напряжения в МПа (фунтов на квадратный дюйм). Глубина покрытия конкретных вычитается из л ^ Sub-D, но не менее ^ в формуле. (9), поскольку она является неэффективной в предоставлении необходимой длины заливки в исследовании.

ACI 318-0519 уравнение для развития длина

... (10)

где ; Расстояние от центра стержня до ближайшей бетонной поверхности, и одна половина центра к центру расстояние баров в стадии разработки; и К ^ ^ к югу tr является поперечной арматуры index.19 Многие распространенные ситуации, в результате строительства стоимость (с ^ к югу Ь К ^ ^ к югу TR / г ^ к югу Ь) по крайней мере 1.5.19 Если предположить, что факторы, 1,0 для большинства приложений, уравнения. (10) упрощается:

... (11)

Подставляя это соотношение в уравнение. (9) и округления, уравнение. (9) можно аппроксимировать

... (12)

Для обычных ситуациях, расстояние L ^ ^ ис югу будет примерно 75 мм (3 дюйма). При этом предполагается, 38 мм (1,5 дюйма) для бетона, 12 мм (0,5 дюйма) для поперечной бар и 25 мм (1 дюйм) для продольной бар. Таким образом, минимальная продолжительность заливки может быть рассчитана как

... (13)

Уравнение (12), по сравнению с данными на рис. 8. Заметим, что уравнение. (13) не предполагает пересмотра длина ACI развития, которые направлены на достижение долгосрочной бар скольжения поведения с баром переломов, происходящих на загруженных после окончания уступая (то есть, л ^ Sub-D, ACI ^> л ^ к югу FR = 400 мм [15,7 дюйма] на рис. 8). Вместо уравнения. (13) дает оценку для минимальной длины заливки, необходимые для применения предлагаемой модели скольжения. Это минимальная длина длины, где бар вытащить так же, как он достигнет выхода ф прочности при загруженной конца (то есть, л ^ Sub-D, мин = около 300 мм [11,8 дюйма] на рис. 8). Таким образом, заливки длины рассчитывается по формуле. (13), как правило, меньше, чем найти в реальной конструкции.

Местных скольжения будет только возрастать, длина стержня из минимум разгрузки до конца максимум на загруженных конца. Модель Eligehausen облигаций скольжения (рис. 3 (б)) предсказывает, что при скольжения на выгрузке конце панели достигает значения S ^ 1 ^ к югу, нет никакого способа для получения дополнительной потенциала должны быть разработаны и бар выйти из якорных бетона с какого-либо увеличения в силе. Таким образом, эта величина может быть использована в качестве критерия для начала вывода провал. Eligehausen6 говорится, что с ^ 1 ^ к югу можно считать 1,0 мм (0,039 дюйма) для конкретных преимуществ 30 МПа (4350 фунтов на квадратный дюйм), а для других конкретных преимуществ, это значение может быть уменьшено примерно пропорционально квадратному корню из функции [ в] ^ C ^ к югу. Этот критерий выбран для предложенной модели. Eligehausen также рекомендует изменить значение с ^ 1 ^ к югу на основе геометрии бар выступ (смежной области ребра). Дальнейшие исследования, 9 однако, показали, что S ^ 1 ^ к югу в значительной степени зависит от геометрии выступ для общего диапазона значений.

Как говорилось ранее, скольжения поведение бар, в котором напряжение проникает в конце разгрузки (то есть, к югу л ^ ^ вставлять

... (14а)

... (14, б)

, где Полоса из строя в результате ухода из якорных бетона при скольжения по выгрузке конце бара, с ^ ^ End Sub, превосходит с ^ ^ 1 к югу, выданную

... (15)

Таким образом, для прямой баров со встроенным длиной не менее L ^ Sub-D, но не менее ^, вычисленные по формуле. (13), скольжения могут рассчитываться с использованием модели шагнул напряжение связи в настоящем документе, который предполагает, что заглубление длина больше длины развития, рассчитанная по формуле. (2) и (6). Предполагается, что вывода неудачи будут инициировать, если слип на выгрузке конце панели превосходит с ^ ^ 1 к югу, рассчитанная по формуле. (15).

Увлеченные баров

Это обычная практика использовать крючки для крепления арматуры во внешних соединений пучка столбцов и столбцов основе соединений. Крючки изменить механику связь явлений, потому что приложенная сила и сопротивление связи по прямой расстояние и подшипников механизма по изогнутой длины. В зависимости от приложенного напряжения, деформации могут проникнуть на крючок. Некоторые методы моделирования скольжения крючковатым бар были investigated.18 На основании экспериментальных данных, и др. Filippou al.8 предложил крючковатым бара можно смоделировать в виде прямой бар с эквивалентной длине

л ^ к югу экв = югу л ^ с ^ ^ 5д югу Ь (16)

к югу, где L ^ S ^ является прямой длиной заливки. Эта рекомендация принята для предложенной модели.

Сравнение моделей и экспериментальных данных

сравнения Бар скольжения

Цель этого исследования заключается в разработке простых и вычислительно эффективные модели, которые могут предсказать разделе вращения вызвано подкрепление скольжения с достаточной степенью точности. Во-первых, возможность модель для прогнозирования скольжения одного бара встроенные в бетон исследованы. Результаты испытаний 22 образцов вывода, каждый из которых состоит из одного или сразу подключили бар встроенный в блок из бетона, представлены в Уэда и др. al.14 Шесть образцов, названный S101, S107, B103, B81, S61, S64 и, использованы здесь для сравнения различных моделей. Образцы, S101 и S107 являются прямыми № 10 баров и образцов S61 и S64 являются прямыми № 6 баров. Образцы B103 и B81 являются № 10 и № 8 крючковатым бар, соответственно. Свойства этих образцов приведены в таблице 1. Стали составной отношений для испытания образцов приведены в работе Уэда и др. al.14 Это были смоделированы с помощью линейного отношения до предела текучести, плато с нулевым наклоном до начала деформационного упрочнения на штамм ш ^ и квадратичной функции [о] ^ и ^ к югу nction для региона деформационного упрочнения, учитывая как.

... (17)

где [функция] ^ к югу и ^ и Стресс и напряжение значения, используемые в модели приведены в таблице 1.

Модели Отани и Sozen, 3 Alsiwat и Saatcioglu, 4 Eligehausen и др.., 6 и Хокинс и др. al.7 и предлагаемой модели используются для прогнозирования реакции скольжения шесть образцов теста. Результаты испытаний образцов и предсказал ответы от модели сравниваются на рис. 10. Как описано ранее, Отани-Sozen model3 предполагает равномерное упругих напряжений связи, а также линейных упругая арматурной стали. Таким образом, эта модель не понимать неупругих ответ, как предел текучести бар превышен. Alsiwat-Saatcioglu4 и предлагаемые модели изначально склонны прогнозировать жесткие, чем ответов Eligehausen6 и Hawkins7 моделей. Эта тенденция неудачи при более высоких напряжениях, однако, и Alsiwat-Saatcioglu4 и предлагаемые модели, как правило, предсказать низшие силы для данного скольжения в неупругих диапазона. Уэда и др. al.14 отмечает, что образцы, S107, B103 и S61 были загружены циклически, так что последние данные указывают представляет собой точку, где нагрузка была обращена вспять, а не на момент сбоя. Кроме того, связь между загрузки оборудования и бар рухнул на S64 образца, в результате чего нагрузка прекратить преждевременно.

Это объясняет, почему тестовых данных для этих четырех образцов до конца предсказания каждой модели (все из которых считать монотонной загрузки до разрушения). Силу скольжения ответ прогнозы Alsiwat-Saatcioglu4 и предлагаемых моделей одинаковы для всех тестов. Для образцов S101 и B81, однако, где тестовых данных проходит весь путь к провалу, предложенная модель предсказывает, скольжения, в связи с тем лучше, чем Alsiwat-Saatcioglu4 модели. Средняя ошибка предсказал скольжения на провал 25% для предложенной модели, и 79% для Alsiwat-Saatcioglu4 модели ..

В целом, предлагаемая модель сравнивает очень хорошо с другими моделями в данном исследовании. В исследованных образцах, предложенная модель предсказывает сил меньше или равным экспериментальному силы, необходимого для возникновения данного скольжения. При анализе структуры, это приведет к консервативной оценки общей прочности и жесткости. Хотя предлагаемые модели, как правило, менее точны, чем Eligehausen6 и Hawkins7 модели, он все еще приемлемо близких. Максимальная разница в любой точке между предложенной модели, и любой другой модели составляет примерно от 15 до 20%, а в большинстве случаев, разница намного меньше. Это приемлемый запас, учитывая, что разброс в экспериментальных сильные связи могут варьироваться в зависимости от аналогичной суммы для номинально идентичных tests.6 Таким образом, представляется, что предлагаемая модель может быть использована для прогнозирования скольжения прямые или подключили арматурного проката встроенных в бетона. Его простота должна позволять эффективного расчета предсказать поведение скольжения.

Вращение за счет скольжения бар

Если сила скольжения отношений в бар встроенный в конкретных известно, вращение конкретного раздела за счет скольжения может быть рассчитана момент кривизны отношения по разделу, и предположение о точке, о которой скольжения вращение происходит. Различных моделей по сравнению в данном исследовании используются различные методы расчета скольжения ротации. Отани-Sozen3 модель использует следующее определение

... (18)

где (D-D ') расстояние между растяжение и сжатие арматурного проката стали. Lehman и Moehle5 определить вращение раздел из-за скольжения, как

... (19)

скольжения, где ^ ^ т к югу и к югу скольжения ^ с ^ являются подписали значения бар скольжения в растяжения и сжатия стали, соответственно. Уравнение (7) используется для вычисления скольжения вращение в четырех других моделей. Влияние осевой нагрузки, которая актуальна в поведении колонны, учитывается в момент анализа кривизны. Кроме того, в предлагаемой модели и других моделей, которые расчета скольжения вращения по формуле. (7), осевая нагрузка влияет на расчетные вращения через его влияние на глубину нейтральной оси. Модели сравниваются в этом разделе в отношении двух наборов столбцов испытаний. Размеры и свойства материалов для испытания колонн приведены в таблице 2.

Saatcioglu др. al.11 испытания пять железобетонных колонн и консольные исследовали поведение бар скольжения. Три из них по сравнению в данном исследовании: Колонны B2, U4, U6 и. Колонны U4 и U6 были загружены циклически в одном направлении, а в колонке B2 был загружен циклически в двух взаимно перпендикулярных направлениях, хотя и сил, действующих в одном направлении, держали под силу соответствующей текучести. Авторы этого study11 установлено, что смещения меньше, чем смещение текучести в одном направлении, существенно не влияют на поведение в перпендикулярном направлении. Типичные сечения колонн показаны на рис. 11 (а). Модели по сравнению с тестовых данных для столбцов Saatcioglu в рис. 12. Отани-Sozen3 модель показана на B2 колонки. Он делает разумные работу прогнозирования скольжения ответа до уступая, однако он не отражает неупругих ответ колонны. Эта модель показывает, аналогичные тенденции на все семь колонн, и не будет обсуждаться [функция] ^ ^ и к югу rther. Eligehausen, 6 Хокинс, 7-Alsiwat Saatcioglu, 4-Lehman Мол, 5 и предлагаемые модели уступать, а аналогичные крутящий момент скольжения отношений.

В период после выхода диапазона, все модели переоценить момента, необходимого для возникновения данной ротации B2 колонке. Это может быть связано с различиями между материала модели, используемые в данном исследовании и фактических свойств. В целом, прогнозы предложенной модели являются приемлемо близко. В неупругих диапазон, предложенный предсказаний модели ближе к экспериментальным данным, чем более детального численного моделей Eligehausen6 и Hawkins.7.

Четыре полномасштабной колонны согнутую в двойной кривизны, были протестированы Sezen.1 типичных разделе показано на рис. 11 (б). Все колонны были подвергнуты однонаправленной циклического нагружения. Различных моделей по сравнению с экспериментальными данными для этих столбцов на рис. 13, которая показывает участков крутящий момент скольжения на базе каждого столбца. Только Eligehausen, 6-Alsiwat Saatcioglu, 4 и предлагаемые модели показаны на рис. 13 из-за ограниченности его объема. Не очевидно ли, какая модель самая лучшая работа прогнозирования общего поведения скольжения колонн. На ранних стадиях, Alsiwat-Saatcioglu4 и предлагаемые модели, как правило, переоценивают ответ жесткости. Это может быть по крайней мере частично объясняется их предположения, что скольжения равен нулю для баров на сжатие. Eligehausen6 модель ближе к наблюдаемое поведение в этой области. Как подчеркивает рост, однако, все модели предсказывают, что подобное поведение.

Одна из трудностей, возникающих в предлагаемой модели является то, что уравнения. (6) дает неупругих л Длина развития югу ^ г ^ 'в нуль, если стали напряжение находится в пределах региона урожайность плато и текучести имеет нулевой наклон. Это означает, что панель простирается от выхода напрягаться, чтобы начать деформационного упрочнения, никаких дополнительных скольжения записывается. Это предсказание не согласуется с ожидаемым поведением. Чтобы избежать этой проблемы, используя скромные упрочнения на площадке текучести рекомендуется. В этом исследовании, наклон к югу E ^ ур = 2% от Es используется для моделирования испытаний столбцов. Эта проблема также возникает в Alsiwat Saatcioglu4-модели, и отметил, этими авторами в литературе.

Используя формулу. (7) для расчета скольжения вращения вызывает некоторые проблемы, связанные с вращением скольжения прогнозов урожайности области плато. Цифры 12 и 13 показывают, что все модели, которые используют это уравнение для вращения расчеты крюк, в котором вращения уменьшается с увеличением момента в течение короткого периода, прежде чем продолжить снова повышаться. При напряженности стали урожайности в конкретных разделе нейтральной оси ускоряет его миграции в сторону сжатия раздела. Это приводит к знаменателе формулы. (7) быстро расти, и в результате уменьшает скольжение ротации. В Alsiwat-Saatcioglu4 и предлагаемых моделей, эта проблема усугубляется еще и небольшое увеличение скольжения рассчитывается как бар проходит текучести. Предложенная модель предсказывает, скольжения и вращения в целом, а это, кажется, перевешивают местные проблемы выхода региона плато предсказывает модель.

Поперечное смещение из-за скольжения

Момент индуцируется в строительство поля на основе деформации и / или боковых нагрузок на колонну заканчивается. Момент в колонке концов продукт применяется боковой нагрузки и высота колонны для консольной колонке, или половину высоты колонки с закрепленными концами. Бокового смещения за счет скольжения

где С помощью этих отношений, боковым смещением силу скольжения схема может быть легко создана из соотношения крутящий момент от скольжения.

Слип оборотов семь колонн показано в таблице 2, были получены аналогичным путем вычитания из поворотов изгиб, измеренная вращений в столбце конце поддерживает. Общая поворотов конце рассчитывается как разница между измерения вертикального перемещения преобразователей (в пределах 102 мм [4 дюйма] колонны концами), деленная на расстояние по горизонтали между перемещения преобразователей. Чтобы приблизительно разделить изгиба и скольжения поворотов, вращений среднем по длине колонки были экстраполированы линейно оценить фактические вращения на колонну заканчивается. Остальные вращения был назначен скольжения rotation.1, 2

Боковые отношения силу скольжения перемещения рассчитывается предложенной модели для столбцов U4 и U6 и образцов 1 и 2 по сравнению с экспериментальными данными на рис. 14. Результаты аналогичны момент вращения результаты обсуждались ранее. В целом, монотонный конверты предсказывает модель соответствует экспериментальным данным хорошо.

ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Результаты испытаний показывают, что вклад деформаций бар скольжения в общем член бокового смещения можно significant.1 В дополнение к прогибы, деформации бар скольжения должны рассматриваться по моделированию и расчету железобетонных членов. Монотонная модель скольжения укрепление предлагается и по сравнению с пятью другими аналитических моделей.

Можно сделать вывод, что из шести рассматриваемых моделей, пять дают одинаковые результаты (рис. 10 и 12). Эти Хокинс, 7 Eligehausen, 6-Alsiwat Saatcioglu, 4 и Lehman Moehle5-модели и предлагаемой модели. Первые два из этого списка численных моделей, модели связей явления на детальном уровне. Хотя результаты получены с помощью моделей, представленных на Hawkins7 и Eligehausen6 лучше, чем другие модели, рассматриваемые в некоторых случаях, осуществление этих моделей в анализе структуры уровня будут непомерно дорогими с точки зрения вычислительной учитывая нынешнее состояние вычислительной техники. Три макро-уровне модели рассматриваются все это требует аналогичного уровня вычислительных усилий. Предлагаемая модель выгодно отличается как Lehman-Moehle5 и Alsiwat Saatcioglu4-моделей, основанных на экспериментальных данных, рассмотренные в этом исследовании (рис. 12). Предложенная модель используется для определения бокового смещения нагрузки скольжение отношений по семь колонн из двух различных исследований, а также расчетных отношений и сравнить с измеренной результатов тестирования (рис.

Авторы

Части этой статьи основан на работу, проделанную второго автора диссертации MS. Эта работа была завершена при поддержке Национального научного фонда исследований Высшей стипендий. Авторы хотели бы поблагодарить JP Мол Университета Калифорнии в Беркли для рассмотрения этой рукописи, и за его кормить ^ югу Ь АСК и мысли [функция] ^ югу U L ^ комментариев.

Ссылки

1. Сезен, H., "Сейсмическая и моделированию поведения железобетонных Строительство Столбцы", кандидатская диссертация, Калифорнийский университет в Беркли, Беркли, Калифорния, 2002, 324 с.

2. Сезен, H., и Мол, ДП, "Сейсмическая Испытания бетона Колонны с подсветкой поперечной арматуры", ACI Структурные Journal, В. 103, № 6, ноябрь-декабрь 2006, с. 842-849.

3. Отани, S., и Sozen, М., "Поведение многоэтажных железобетонных конструкций при землетрясениях," Структурные исследования серии № 392, Университет Иллинойса, Урбана, Иллинойс, 1972, 551 с.

4. Alsiwat, JM, и Saatcioglu, М., "Укрепление Анкоридж подсунуть Монотонные Загрузка" Журнал строительной техники, ASCE, В. 118, № 9, сентябрь 1992, с. 2421-2438.

5. Lehman, DE, а Мол, ДП, "Сейсмическая Выполнение Ну-замкнутых железобетонные колонны моста, Доклад № PEER-1998/01, Калифорнийский университет в Беркли, Беркли, Калифорния, 2000, 316 с.

6. Eligehausen, R.; Попов, Е. П. и Бертеро, В. В., "Локальные Бонд Стресс-Слип Связь пруткового относительно обобщенных возбуждения", доклад № UCB / EERC 83/23, Калифорнийский университет в Беркли, Беркли, Калифорния, 1983, 169 с.

7. Хокинс Н.М., Лин, IJ и Jeang, FL, "Локальная прочность бетона для циклических нагрузок обратном", Бонд в бетоне, прикладной науки Publishers, London, Великобритания, 1982, с. 151-161.

8. Filippou, FC; Попов, Е. П. и Бертеро, В. В., "Действие Бонд Ухудшение на гистерезисные Поведение железобетонных суставов, Доклад № UCB / EERC 83/19, Калифорнийский университет в Беркли, Беркли, Калифорния, 1983, 184 с.

9. Soroushian П., Чой, K.-B., "Аналитические оценки прямого покроя Анкоридж Бар в Наружный шов", ACI Структурные Journal, В. 88, № 2, март-апрель 1991, с. 161-168.

10. Лоус, Л. Н.; Мол, JP; и Говинджи, S., "Модель железобетонная облигаций для использования в конечных Моделирование элементов железобетонных конструкций", ACI Структурные Journal, В. 101, № 4, июль-август 2004, с. 501-511.

11. Saatcioglu, M.; Alsiwat, JM и Ozcebe Г., гистерезисных Поведение Анкоридж Слип в R / Члены C, "Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 118, № 9, сентябрь 1992, с. 2439 -2458.

12. ACI Комитет 408, "Предлагаемые развития, для сращивания и стандартные положения, Крюк для Деформированные Бруски на растяжение (ACI 408.1R-79)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 1979, стр. 3.

13. Pochanart, S., и Хармон, T., "Бонд-Слип-модель для обобщенных Возбуждение включая усталость," ACI журнал Материалы, В. 86, № 5, сентябрь-октябрь 1989, с. 465-474.

14. Уэда, T.; Лин, IJ и Хокинс, М., "Луч Бар в Анкоридж внешних связей Колонка-Beam," ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 83, № 3, май-июнь 1986, с. 412-422.

15. Линн, AC; Мол, JP; Махин, SA, и Холмс, WT, "Сейсмическая оценка существующих железобетонных Bolumns строительство" Землетрясение Spectra, EERI, V. 12, № 4, ноябрь 1996, с. 715-739 .

16. Sozen М.А., Мол, ДП, "Разработка и Lap-сращивания длины для деформированных арматуры в бетоне," Доклад Ассоциации Портленд цемента и бетона арматуры институт, 1990.

17. Мелек, M.; Уоллес, JW, и Конт, ДП, "Экспериментальная оценка Колонны с короткими Lap сращивания подвергавшимся циклических нагрузок, Доклад № 2003/04 ПЕЕР, Калифорнийский университет в Беркли, Беркли, Калифорния, 2003, 176 с.

18. Сецлер, EJ, "Моделирование поведения Слегка Железобетонная Колонны подвергнутого к боковым нагрузкам," MS Диссертация, Университет штата Огайо, Колумбус, штат Огайо, 2005, 202 с.

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

Входящие в состав МСА Халил Сезен является профессором гражданского строительства в Университете штата Огайо, Колумбус, штат Огайо. Он получил ОЧЭС из Ближневосточного технического университета, Анкара, Турция, его MS из Корнельского университета, Итака, штат Нью-Йорк, а также докторскую степень в Университете Калифорнии в Беркли, Беркли, Калифорния. Он является членом комитетов МСА 341 и сейсмостойких железобетонных мостов; 369, сейсмическая ремонту и реконструкции; 562, оценка, ремонт и восстановление зданий бетона, а также совместное ACI-ASCE Комитет 445, сдвига и кручения. Его исследовательские интересы включают дизайн и поведение конкретных структур и сейсмостойкого строительства.

Эрик Дж. Сецлер является Инженер с Берджесс