Эксцентричный железобетонных соединения Луч-Column подвергавшимся циклического нагружения в главных направлений. Документ Хун Ли и Джен Jen-Вэнь Ко / авторов ЗАКРЫТИЕ
Обсуждение Myoungsu Шин и Джеймс М. Лафаве
Инженер проекта, Rosenwasser инженеров Гроссман Консалтинг, New York, NY, доцент, Департамент гражданской и экологической инженерии, Университет штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, Урбана, Иллинойс.
Ученые провели пять плоских железобетонных (RC) угол собраний пучка колонки связи; этот тип подключения, возможно, также называются внешние связи RC без перекрытий и ригелей. Во всех образцах, колонна и балка сами идентичных по дизайну, за исключением разработки направлением луча по отношению к прямоугольной формы колонны и степень эксцентричности между пучком и центральные колонки. Таким образом, общая численность соединения в результате пучка шарнирное крепление (что все образцы развитых) был очень похож на всех образцов, и, следовательно, и является максимальным спросом совместной сдвига введенные во время тестирования. Образцов, однако, в конечном итоге прошли различные механизмы провал из-за вышеупомянутых переменных испытания.
При сравнении двух концентрических соединений (W0 и S0) только с различной ориентацией столбце образца, загруженного в слабом направлении колонны (W0) выставлены некоторые силы деградации, а образец, загруженной в сильном направлении (S0) этого не сделали. Образцы W0 было меньше эффективных совместных области (примерно 17%), чем у образца S0, в соответствии с МСА 352R-02, в то время как эффективная совместная области было одинаковым в обоих соединений в ACI 318-05. Кроме того, более ограниченное развитие длина была доступна с образцами W0 для крючковатым продольных балок пучка из-за меньшей глубины колонки. Таким образом, образцами W0 выставлены больше совместных ущерб, чем образцов S0 в ходе испытания.
Что касается эффективных совместных области установленных ACI 318-05, discussers хотел бы выразить обеспокоенность тем, что эффективная ширина шва определенных в нем, в частности б 2x (как показано на рис.), Может быть unconservative когда пучок по разработке рассмотрел загрузки направлении гораздо более узким, чем колонна и балка оси близка к колонке тяжести. Возможно, это было в случае образцов W0 (с балка-колонна ширине всего 0,5). Здесь х меньшего расстояния между лучом и колонки края, поэтому в данном случае, эффективная ширина шва (б 2x), по существу становится равной ширине столбца. Discussers было бы интересно узнать мнение авторов по этому вопросу, визави в конечном итоге конечная поведение образцов W0.
Кроме того, по отношению к конечной поведение образцов W0, discussers удивляться выводу провал сценария после пучка движущиеся что в конечном итоге привело к деградации силы. Авторы заключили, что образцы W0 конечном счете потерпел неудачу в первую очередь по диагонали разрушение при сдвиге сжатия сустава. Результаты испытаний, непосредственно поддерживающих тяжелые повреждения суставов сдвига в образце, однако, не всегда была представлена в документе. Сравнивая деформации истории калибровочных 9 установлен на пучок арматурного проката на якоре в рамках совместного (рис. 7) с общим ответ loaddisplacement (рис. 4), значительное крючковатым пучка бар связи скольжения в совместном судя по всему, произошло на 4% и 5% циклов дрейфа вместе с пучком пластического шарнира распространения в пучок от пучка совместного интерфейса. Общая численность образцов W0 упал, как луч бар уступая распространиться на сустав. Таким образом, можно сказать, что конечная неудача этого образца была вызвана сочетанием разработки совместных бедствия сдвига и связи скольжения, а также их взаимодействия.
Discussers Интересно, если авторы дополнительных тестов связанные с этим вопросом, как гистерезисного поведения совместной деформации сдвига и / или конечный крекинга ущерб на боковых гранях сустава. С другой стороны, стоит отметить, что цель, удовлетворяющие стандартному пределах от различных параметров при проектировании RC пучка колонки соединений на основе текущих кодов ACI и рекомендаций сохранить какие-либо возможные пагубные интерактивные эффекты среди рассмотренных конструктивных параметров приемлемого уровня. Discussers подумать, то, что поведение и отказ механизмов W-серии образцов (который длины и развития совместных требует сдвига вблизи границ) может свидетельствовать о том, что текущий подход мог бы обеспечить в дизайне ..
Discussers ранее оценку текущего кодекс США процедур для оценки потенциала совместного сдвига RC края (внутренней) эксцентричный соединения балка-колонна на основе анализа экспериментальных данных, которые были доступны в literature.24 Они пришли к выводу, что средняя луча и ширину столбцов хорошо представлены эффективной совместной ширина этих соединений в целом, это тоже так и для соединения с полом slab.20, 24 discussers бы применить тот же анализ для двух углу / внешних связей эксцентричный этого документа, которые выставлены совместные провал сдвига (W75 и W150). Совместные силы сдвига считается равной максимальной силе сдвига применительно к совместной во время тестирования (V ^ югу J ^ ^ ^ к югу макс), потому что в конечном итоге эти образцы прошли совместные провал сдвига. Таблица приведен анализ эффективных совместных ширины (Ь югу J ^ ^ ^ к югу EST) оценкам этот анализ за два соединения к этой статье. В таблице, к югу Ь Ь является ширины пучка, Ьс ширину колонки, э / б ^ с ^ к югу нормированная эксцентриситет, и к югу Ь J ^ ^ ^ 318 к югу и к югу Ь J ^ ^ ^ к югу 352 являются эффективной совместной ширины вычисляется следующим ACI 318-05 и ACI 352-02, соответственно.
Метод, используемый для определения расчетной эффективной ширина шва может быть найден elsewhere.20, 24 Иными словами, в ходе испытаний, эти два внешних связей эксцентричный (W75 и W150) только достигли 79% и 76% соответственно, совместных прочности на сдвиг рассчитанного с использованием эффективных совместных ширина равна средней луча и ширину столбцов (см. последний столбец таблицы). В отличие от ранее исследованных 12 интерьера эксцентричный соединение без плиты перекрытия или поперечными балками достигнут, в среднем, 151%, 130% и 114% от совместных сильные сдвига рассчитывается с использованием эффективных совместных ширины Ь к югу J ^ ^ к югу 318 ^, Ъ югу J ^ ^ ^ 352 к югу, и (б ^ к югу Ь Ь к югу с ^) / 2, respectively.20 Таким образом, среднее значение отношения Ь к югу J ^ ^ к югу EST ^ деленной на (Ь югу Ь Ь к югу с ^) / 2 около 0,78 и 1,14 на внешней (угол) и внутренних связей эксцентричный, соответственно. Интересно отметить, что соотношение 0.78/1.14 (= 0,68) здесь в соответствии с недавно обнаружилось, что внешний концентрических beamcolumn RC связи только приблизительно 69% больше совместных прочности на сдвиг, в среднем, как и аналогичные коллегой интерьера концентрических соединения , 25 так что, возможно, больше на работу в этих испытаниях не только совместные эффекты эксцентриситета ..
Наконец, discussers согласны, что прочность соединения на сдвиг связи пучка через колонку распадов отменил и повторяющейся нагрузки, предусматривающие совместное неупругих деформаций, иногда до такой степени, совместные силы сдвига может даже сократить до менее чем совместное требование сдвига контролем (а также ограниченные ) пучком шарнирное крепление. Это в конечном счете может привести к совместной разрушение при сдвиге сопровождающих общей деградации прочность соединения. Все W-серии образцов поведения испытали падение, аналогичной описанной выше. Авторы пришли к выводу, что, хотя W-серии образцов показали, в конечном итоге провал совместных сдвига, их общая производительность будет приемлемым в рамках бокового силы сопротивления системы с точки зрения уровня историю дрейфа достигается при предельной численности связи (примерно 4 %). Discussers хотели бы узнать о дальнейших этот вывод, потому что, казалось бы, некоторая разница в уровне дрейфа в отношении связи между поведением изолированной испытаний связи и фактических рамочной конструкции.
(Например, уступая по продольной арматуры пучка часто может происходить на сугробы менее 1% в типичных момент кадров RC созданная на нынешнее здание США codes.26 И, может быть даже как низкий, как 0,4% история дрейфа в особый момент кадра, если оцениваемые с помощью изменения коэффициентов ответ R (или отклонения факторов усиления C ^ ^ Sub-D) и допустимого дрейфа история выполнение испытания соединения можно сделать с помощью других мер (ы), такие, как перемещение пластичности. перемещения пластичности W-серии образцов представляется несколько ограниченным соединения быть полным в рамках специальной рамы момент. Если предположить, что разложение в совместных прочности на сдвиг способствовало ограничению перемещения пластичность, еще больше ограничений по совместному сдвига требования для различных типов пучка столбцов соединения может быть оправданным, чтобы обеспечить их способность достичь определенного выбранного количества локальных или глобальных пластичности ..
Ссылки
24. Шин, М., Лафаве, JM, "Железобетонные пограничного Луч-Column-Слэб соединения подвергаются сейсмическая нагрузка," Журнал конкретных исследований, В. 56, № 5, 2004, с. 273-291.
25. Ким, J.; Лафаве, JM, и песни, JA, "Новый статистический подход для совместного Прочность на сдвиг Определение RC Луч-Column соединения подвергаются Боковые сейсмическая нагрузка", зданий и сооружений и механики, V. 27, № 4, 2007 , с. 439-456.
26. Американское общество гражданских инженеров (ASCE), "Минимальные нагрузки конструкции для зданий и сооружений (ASCE / SEI 7-05)," ASCE, Нью-Йорк, 2006, 424 с.
Авторов ЗАКРЫТИЕ
Авторы хотели бы поблагодарить discussers за их интерес к работе, и за предоставление авторам возможность прояснить некоторые вопросы, в данном документе. Авторы хотели бы ответить на их конструктивные замечания в порядке, спрашивали они.
Пять плоских железобетонных (RC) луча колонки связи собраний, представленных в документе были протестированы для имитации контролируемых пучка связано с угловой колонки в каркасных зданий RC. Авторы соглашаются, что Т-образная балка-колонна связи могут быть классифицированы как внешние RC пучка колонки соединение без поперечного или ригелей. Эта классификация также хорошо принята в кодексы и руководящие принципы для сейсмического проектирования конструкций RC в других частях мира, например, МОС Дизайн Guideline27 и NZS 3101,28
Последствия аспект столбца отношение и эксцентричный пучка на прочность сдвига, как правило, рассматриваются в разработке кодексов или руководящих принципов с помощью приведенная эффективная ширина шва. Как показано на рис. , Эффективная ширина шва определены в МСА 318 Code8 равна б, 2 или Боснии и Герцеговине, в зависимости от того, что меньше. Б 2x срок намерен сократить эффективной совместной ширины для эксцентричного соединений, особенно для одной стороны заподлицо эксцентричный соединений. С другой стороны, BH срок устанавливает верхний предел, когда ширина пучка загрузки гораздо уже, чем ширина колонки. Для концентрических случае подключения образцов W0, б 2x равна ширине колонки, но все же меньше, чем ограничение BH срок. В этой экспериментальной программы, штамм показания датчиков 20 и 24 были вызваны позднее трех других датчиков с образцами W0, как показано на рис. 11, и по-прежнему упругих до 4% дрейфа отношение. Эти данные показывают, что экспериментальные эффективной совместной ширина образца W0 был ниже, чем полная ширина колонки.
Если узкий пучок подключается к широкой колонке с малым эксцентриситетом, как и в случае с образцами W0, авторы соглашаются, что б 2x срока, установленного в МСА 318 Code8 может быть unconservative из-за завышенных предел б ч. Рациональное и реалистичным предел эффективной совместной ширина могут быть приняты в качестве б 0,5 H или среднего пучка и ширину столбцов в зависимости от того, что меньше. Они обычно рекомендовал среди report7 МСА Комитет 352, СОМ руководство по проектированию и NZS 3101 Стандарты ..
Discussers непонятно, почему результаты тестов напрямую не поддержка, которую образцов W0 удалось благодаря совместным сдвига, в то время они признают, что образцами W75 был совместный разрушение при сдвиге с пучком шарнирное крепление. Оба экземпляра, однако, очень похожие нагрузка-смещение ответов (рис. 4) и достигли такого же уровня прочности и пластичности (табл. 3). Явления совместной провал сдвига комбинаций совместной диагональных трещин, уступая совместных поперечной арматуры и бетонных дробления в совместных, а также силы деградации. Как показано на рис. 5, диагональные трещины на северной стороне W0 образца меньше, чем у образца W75. Кроме того, выставлены образцы W0 вблизи упругого гистерезисного поведения совместной деформации сдвига в отношении образцов, W75 и W150. Такое поведение можно объяснить напряжение чтение калибровочных 24 показано на рис. 11. Обруч ногу возле северной стороне образца W0 остается упругой до 4% коэффициент сноса, но что из образцов W75 продолжал много в неупругих диапазона. Таким образом, гистерезисных кривых совместной деформации сдвига нет, но уступая совместных поперечной арматуры же поддержку, что совместное образцов W0 или W75 потеряла свою целостность благодаря совместным сдвига.
Рисунок 7 показывает напряжение истории калибровочных 9 установлен на горбатый бар пучка на якоре в рамках совместного образца W0. Замечательные плато урожайности и постоянное напряжение представляют, что это штамм бар вошел в пластической области в течение 4% циклов дрейфа. Как показано на рис. 7, крючок была фактически закреплена в совместной разработке бар усилие натяжения до образцов W0 достигла своего максимума нагрузки в первые 5% дрейфа отношение. Как показано на рис. 4, прочность деградации после 5% дрейфа цикл Образцы W0 или W75 было отнести к конкретному дробления совместных диагональная стойка, где крюки на якоре. Как утверждают авторы рассматриваемых в данном документе, эта неспособность классифицировать как совместное диагональных провал сжатия сдвига, а не преждевременного выхода из строя крепления крючков, так крючки разработали силы бар уступить совместных удалось.
Discussers сравнению оценкам эффективной совместной Ъ ширина, EST с основными эффективного совместного определения ширины используемого в настоящее время ACI 352R-027 для концентрических соединения, а именно, (б ^ к югу Ь Ь к югу с ^) / 2. Это имеет смысл, что среднее соотношение Ь к югу J ^ ^ ^ к югу EST к (Ь югу Ь Ь к югу с ^) / 2 для эксцентричного внешность (тройник формы) соединения примерно 0,7 раза превышает средний показатель для эксцентричного интерьер (крестообразные) связи elsewhere.20 перечисленных авторов полностью согласен, что в среднем совместных прочности на сдвиг для наружных (тройник формы) соединения составляет 70%, что для интерьера (крестообразные) соединения. Экспериментальные данные, приведенные в МОС, руководство по проектированию и согласны с этим наблюдением и фактор сокращения в размере 0,7 применяется для расчета прочности на сдвиг внешнего (тройник формы) связи в Японии. Пагубные последствия эксцентричного пучка несовершеннолетнего в этой экспериментальной программы из-за адекватного совместного поперечной арматуры.
Текущие индексы США строительного использования реагирования изменения коэффициентов R (или отклонения факторов усиления C ^ ^ Sub-D) и допустимого дрейфа историю ( Следует отметить, что максимальная развертывающихся силы намного больше, чем изменение расчетной прочности. Для оформления, фактор системы сверхпрочности просто равна 3,0 за минуту сопротивление рамочной системы. Система сверхпрочности фактор может объяснить, почему факторы системы пластичность значительно ниже, чем коэффициенты ответ изменений. Как правило, в настоящий момент нормы ожидается системы пластичности между 2 и 3 для конкретных пластичного кадра, а также членом пластичности между 4 и 6 для каркасного пучков.
Авторы сходятся на том, что перемещение пластичности факторов на максимальную прочность (табл. 3) были несколько ниже код ожидаемых уровней, но следует отметить, что 20% прочности деградации грузоподъемности может быть приемлемым для бокового силы сопротивления системы. Исходя из этого критерия, эффективность работы Образцы W0 и W75 будет приемлемым, и что из образцов W150 будет на грани принятия.
Ссылки
27. Архитектурный институт Японии (МОС), "Руководящие принципы разработки для сейсмостойкого железобетонных зданий, основанные на неупругом Концепции перемещения," Архитектурный институт Японии, Токио, 1999. (На японском)
28. Standards Association Новой Зеландии, "Бетон Стандартный дизайн, NZS 3101:1995, часть 1" и "Комментарий к бетона Стандартный дизайн, NZS 3101:1995, часть 2", Веллингтон, Новая Зеландия, 1995.