Дизайн глубокой балки Использование Strut-и-Tie-модели Часть II: Разработка рекомендаций

На основе результатов части I этого исследования, использование существующих стойки и галстук моделирования положения обоих ACI 318-05 и AASHTO LRFD может привести к unconservative расчета номинальной мощности для некоторых образцов. Новые положения были разработаны на основе нижней границы к базе данных 596 опубликовал результаты тестов. Эти новые положения учитывают влияние стойкой наклона, прочность бетона, геометрии бутылочной формы стойки и поперечной арматуры, в то время как повышение уровня консерватизм по отношению к МСА 318 и AASHTO LRFD положений. Использование новой конструкции метод приводит к unconservative номинальной мощности только 5% от образцов в базе данных.

Ключевые слова: коэффициент полезного действия; железобетону, стойки и галстук моделирования.

(ProQuest: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

В первой части этого исследования, 1 база данных о 596 экспериментальных результатов составлен на основе технической литературе обсуждался. Результаты теста в том, что базы данных пришли из прошлого исследования сдвиговой прочности железобетонных балок со сдвигом spandepth соотношения (A / D) меньше, чем 2. С помощью этой базы данных, изучение энергии деформации потенциальных моделей фермы отметил, что одной прямой стойки между моментом нагрузки и реакции опоры была преобладающей нагрузки сопротивления механизма. Этот механизм, однако, могут быть затронуты в некоторой степени наличием поперечной арматуры и сдвига службы углубленного отношения. Использование единого механизма прямого стойка для модели образцов, результаты которых были включены в базу данных, стойки и галстук положения обоих ACI 318-05 и "AASHTO LRFD мост характеристики Дизайн" (1998) были рассмотрены. Исходя из этого стойки и галстук модели и измеряется разрушающая нагрузка образцов, коэффициент полезного действия может быть вычислена. КПД это отношение напряжения в стойку в связи с тем, чтобы сжатие прочность бетона в составе, что стойка.

Использование положениями Приложения МСА 318-05, только в 81% образцов делать провал нагрузки выхода эффективности факторов сверх номинальной расчетные значения представлены в нем. Если база данных не ограничивается образцов, которые отвечают минимальным требованиям для укрепления Сети AASHTO LRFD стойки и галстук моделирования (STM), 89% из них измеряется эффективность факторов больше номинального значения рассчитываются с использованием этого документа. Применение STM положения ни ACI 318-05, ни AASHTO LRFD производится уровней безопасности, которые не являются достаточными на основе 5% исключение ограничений. Таким образом, новый набор положений, касающихся использования STM был необходим. Новые положения были разработаны с безопасностью в качестве главной цели. Новые положения, представленные здесь были разработаны такие, что примерно 5% от результатов тестирования в базе данных будут проявлять измеряется эффективность факторов меньше номинального значения ..

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Используя базу данных публикаций результатов испытаний, консерватизм STM положения ACI 318-05 и AASHTO LRFD был представлен в первой части этого study.1 Во второй части исследования, новые положения представил. Применение недавно разработанных положений имеет потенциал для повышения уровня безопасности при проектировании с STM по сравнению с действующими положениями США. Новые положения разработаны на основе lowerbound на данных, собранных в базе данных. Эти положения включают последствий стойка наклона, прочность бетона, и количество арматуры в стойку.

Уравнения РАЗВИТИЯ КПД

В связи с предполагаемой недостатками в МСА 318 и AASHTO STM положений, 1 новый метод моделирования и проектирования была разработана. Новый порядок был разработан на основе пучков со сдвигом службы углубленного соотношение меньше, чем 2. Если сдвиг пролета углубленного соотношение увеличивается за 2, прямым стойки между поддержкой и нагрузка становится очень неэффективной. Неэффективность стойки, то вызывает многочисленные панели механизмы, в которых поперечной арматуры, должны быть явно моделируется как галстук. Механизмы с несколькими панелями, регулируются условия от возмущенных областей и секционных методов разработки более уместны и проще реализовать. Коллинз и Mitchell2 также показывают, что, как сдвиг пролета углубленного соотношение увеличивается за 2,5, секционные модели предпочтительны для СТМ. Для новой процедуры, сдвиг соотношения spandepth была ограничена 2 или менее в согласии с действующим ACI 318-05 Приложение практике.

Анализ базы данных

На основании выводов Часть I настоящего исследования, методы определения номинальных показателей эффективности для ACI 318-05 и AASHTO LRFD можно считать недостаточным основаны на 5% исключения правилом. 5% исключений правило гарантирует, что только 5% от испытательного данные пределы прочности меньше номинальной мощности. Реализации STM положения обоих ACI 318-05 и AASHTO LRFD дали сравнительно большой процент особей с конечной сильные меньше номинальной мощности, и не удовлетворяют 5% исключения правилом. Использование 5% исключение правилом, как представляется, в соответствии с развитием нагрузки и снижение стоимости факторы, используемые в ACI 318-05.

На основании рассмотрения документов образцы которых были собраны в базу данных, описанные в Части I, первичных факторов, влияющих на эффективность стойки были определены в качестве стойки наклона поперечной арматуры и бетона. Отношения между прочности бетона и стойки сила интуитивно-увеличенный конкретных результатов, в силу сильной стойки. Корреляции между прочность на сдвиг и сдвиг пролета углубленного соотношение наблюдалось многими исследователями, и прежде всего со стороны Кани и др. al.3 Таким образом, прочность стойки, вероятно, будет затронуто изменениями в сдвиговых службы углубленного отношения. Роль горизонтального и вертикального сдвига подкрепление для коротких пролетов сдвига изучалась многими исследователями с различной conclusions.4-6

Для разработки новых выражений, первичных переменных, которые, как считается, влияет на коэффициент полезного действия были определены в ходе обзора литературы. Первичного переменных были определены в качестве сдвига службы углубленного отношение, отношение поперечной арматуры, а прочность на сжатие бетона. В настоящее время эти три переменные используются для расчета показателя эффективности в ACI 318-05 и AASHTO LRFD положений. Укрепление в стойку используется в Приложении А ACI 318-05, а угол наклона стойки используется в AASHTO LRFD. Эффекты прочности бетона неявно рассматриваются в ACI 318-05. В качестве конкретных увеличивает силу, реакцию, что конкретные становится все более хрупким. Положения раздела A.3.3.1 МСА 318-05 ограничиваются конкретными сильные менее 6000 фунтов на квадратный дюйм (41,37 МПа). Ограничение на сжатие прочность бетона может повысить пластичность, которая имеет решающее значение для применения СТМ.

Из этих трех факторов (сдвиг пролета углубленного соотношение поперечной арматуры, а также прочность на сжатие бетона), наибольшая корреляция с КПД составляет от прочности на сжатие бетона и сдвига службы углубленного отношения. Использование квадратный корень из прочности при сжатии в качестве показателя КПД дальнейшее увеличение соотношения с конкретными прочность на сжатие. В конечном счете, параметр, который сократил разброс больше всего сочетание сдвига службы углубленного отношения и квадратный корень из бетона. Дополнительные детали этого процесса можно найти в номер 7, и считается, выходит за рамки настоящей работы из-за ограниченности его объема. Влияние поперечной арматуры на новый метод подробно рассмотрен в следующем разделе.

После очевидной разброс данных был сокращен насколько это возможно, методом наименьших квадратов регрессии была проведена. Это наименьших квадратов регрессии затем служил в качестве основы для разработки уравнений в стадии разработки. Измеренных данных (как и без поперечной арматуры), а также регрессии методом наименьших квадратов, приведены на рис. 1. Данные, представленные на рис. 1 те же данные, которые были использованы для оценки положения ACI 318-05 и AASHTO LRFD в первой части этого study.1

Дизайн выражение в результате наименьших квадратов регрессии только не приемлемо. Как видно на рис. 1, значительная часть данных лежит ниже наиболее подходящим кривой. Наиболее подходят кривая должна быть изменена, чтобы обеспечить лишь малую часть образцов не удастся при нагрузках, меньше, чем рассчитанный по модели проектирования. Чтобы удовлетворить вопросах безопасности, старший коэффициент (37 на рис. 1), изменялись так, что 5% или менее опытных образцов удалось при нагрузках, меньше, чем предсказывает модель проекта. Для простоты показатель был закругленный от -0,97 до -1,0.

В процессе определения соответствующий коэффициент для разработки уравнения, было отмечено, что, в общем, образцы практически без поперечной арматуры, снижению эффективности производства факторов, чем другие образцы со сдвигом настоящее арматуры в больших количествах. Таким образом, было решено, что два различных коэффициентов будут выбраны. Наибольшей из двух коэффициентов будет использоваться для достаточно армированных образцов и ниже, недостаточно армированных образцов. Различие между достаточно и недостаточно усилены стойки должны быть частью любой комплекс проектных положений. В частности, ACI 318-05 делает это различие, основанное на раздел A.3.3 и AASHTO LRFD делает различия, основанного на разделе 5.6.3.6. В целях безопасности, как коэффициенты должны быть меньше, чем стоимость производства 37 наиболее подходящим регрессии. Кроме того, верхний предел эффективности необходимо будет применяться. Очевидно, что образец с / сут нулевого не бесконечного КПД, в то время как образец с очень мелкой склонность значительно уменьшается эффективность ..

Усиление в бутылочной формы стойки

В бутылочной формы стойки, арматуры должны присутствовать для выполнения поперечного расщепления силу после образования трещины расщепления вдоль оси стойки. Укрепление сверх суммы, необходимой для поддержания равновесия не дает никаких дополнительных сил к стойке. Дополнительное усиление за то, что требуется для поддержания равновесия не приведет к увеличению коэффициента полезного действия, но может помочь уменьшить ширину трещины. Любое усиление, образуя угол с осью стойки могут быть использованы для передачи сил между ожидаемым трещины.

Общее усилие натяжения в бутылочной формы стойка (F ^ ^ к югу галстуков на рис. 2) должна быть меньше, чем эквивалентные сопротивления силой, перпендикулярной к щели (F [перпендикулярной] на рис. 3). Кроме того, эквивалентной силой, перпендикулярной к щели могут быть написаны с точки зрения укрепления отношения. Эквивалентные соотношения арматуры, Выводе. (1), в соответствии с выводе. (A-4) из ACI 318-05. Этот вывод позволяет предположить, что арматурного проката, который пересекает наклонная трещина излом, как трещины открывает

... (1)

где армирование, Ъ ширины пучка, а

Эквивалент сопротивление силой, перпендикулярной к щели (F [перпендикулярной] на рис. 3) может быть выражен через коэффициент эквивалентного перпендикулярной подкрепления. Для определения силы, эквивалентные соотношения Эта область б. л где длина ребра вдоль его оси размером l. Эквивалентной перпендикулярной отношение усиление действия перпендикулярной осевой линии стойки. Эквивалентной силой, перпендикулярной к щели в связи с подкреплением (уравнение (2))

F [перпендикулярной] =

Кроме того, F [перпендикулярной] Силу в стойку определяется по-разному в различных документах, код и исследователей. Сила стойки, однако, как правило, имеет следующий вид (уравнение (3))

F ^ югу Strut ^ = V '^ к югу с ^ ^ с ^ к югу (3)

где V является коэффициент полезного действия, е '^ с ^ к югу является указанных конкретных прочность на сжатие, а также к югу ^ с ^ минимальная площадь поперечного сечения из стойки.

На основании представленных ранее неравенство

...

Поэтому

... (4)

где т наклона дисперсионных сжатия (рис. 2).

Уравнение (4) показывает, что укрепление необходимых для бутылочной формы стойка связана с силой в стойку и силы определяется на основе КПД стойки. Таким образом, необходимые подкрепления базируется на КПД стойки. Надлежащее значение коэффициента полезного действия и минимальный усиление должно быть выбрано в качестве группы. Ни один из этих величин могут быть полностью изолированы от других. Наклона угол рассеивания может быть рассчитана в соответствии с рис. 4 с помощью следующих уравнений (уравнения (5) через (7))

... (5)

... (6)

... (7)

где L это длина ребра от лица к лицу узлов, Ь ^ к югу мин минимальная ширина бутылочной формы стойки, и б ^ ^ к югу эффектов является эффективная ширина бутылочной формы стойки.

Значение т исключительно на основе геометрии стойки, а не сумма для их укрепления. Верхний предел 6 был сделан на склоне дисперсии сжатия. Используя формулу. (5) через (7), как показано может привести к расчетным значениям т, которые достаточно велики, что указывает на очень небольшой угол рассеивания. Если т больше, чем 6, растягивающие силы в стойки будет гораздо меньше, чем сжимающей силы. Этот факт в сочетании с большей площадью, над которой растягивающие напряжения актов, по сравнению с сжимающих напряжений, приводит к растягивающие напряжения в стойку, что очень небольшие. Кроме того, на таких мелких угол рассеивания, предложил минимальную сумму стойкой подкрепление будет контролировать дизайн стойки усиления, а не на растяжение, развиваемая в стойку.

Развитие нижняя граница показателей эффективности

Для целей первоначального развития новых процедур, дизайн, наклон угол рассеивания определяли с помощью упругого решения (рис. 4 и эквалайзером. (5)). Определяющие уравнения для разработки новых моделей

... (8)

... (9)

где ВР КПД достаточно усиленный стоек, В. П. является коэффициент полезного действия для недостаточно усилены распорками, C ^ югу R ^ является коэффициент получить 5% исключение для достаточно усилены стойки, CP-коэффициент для получения 5% исключение недостаточно для армированных стоек и / сут сдвига службы углубленного отношения.

Указанные уравнения были основаны на результатах наименьших квадратов регрессии (рис. 1). Struts в различных образцов в базе данных были классифицированы как достаточно усилить, если поперечной арматуры в образце, рассчитанные по формуле. (1) превысили минимальные значения, рассчитанного в формуле. (4).

С формулой. (8) и (9), Есть только два неизвестных: C ^ R ^ к югу и CP. В упомянутой выше уравнений, индекс R означает усилить стойки, а индекс P указывает, недостаточно укреплены, или обычная, распорки. В этих стоек, усиление может присутствовать, но его нет в достаточном количестве, чтобы обеспечить необходимые после растрескивания прочности в стойку.

Усиленные стойки они представляют наибольший интерес для развития модели. Как правило глубоких пучков предназначены включить некоторые поперечной арматуры для удобства управления и трещины. В связи с этим, значение C югу ^ R ^ был рассмотрен первый (рис. 5). Значение коэффициента C югу ^ R ^ варьировалась в пределах от 0 до 50 в формуле. (8) (рис. 5). На каждого значения C югу ^ R ^, доля образцов, которые измеряются нагрузки больше номинальной нагрузки рассчитывается, что особое значение C югу ^ R ^ была записана. Эти данные приведены на рис. 5.

Количество усиление требуется в bottleshaped стойка является функцией КПД используется для определения силы стойка на основе уравнения. (4). Изменяя значение C югу ^ R ^, сумма подкрепления, необходимые для поддержания равновесия изменения. Как к югу C ^ R ^ изменений на рис. 5, так и число испытательных образцов в подмножество базы данных, используемой в анализе. Например, если C ^ югу R ^ равна 50, 260 образцов теста достаточной поддержкой для удовлетворения требований уравнения. (4). Когда C ^ югу R ^ равна 29, 301 испытательные образцы удовлетворяют уравнению. (4). Изменяя C ^ R ^ к югу от 50 до 29, 41 дополнительные образцы удовлетворяют уравнению. (4) и, следовательно, может считаться в достаточной мере усилена.

На основании данных, приведенных на рис. 5, значение 29 был выбран для C югу ^ R ^. На основании уравнения. (4), выбрав значение коэффициента C югу ^ R ^ также влияет на минимальный перпендикулярной армирования Для испытания образцов внесены в базу данных, среднее значение Предыдущие значения определяются с помощью упругого рассеяния сжатия, которая показана на рис. 4 и предназначены, чтобы дать читателю представление о рассчитанные по формуле. (4).

Среднее значение армирования при использовании положений, описанных в настоящем документе, одна половина того, что требуется МСА 318-05, добавление, и примерно одна треть этого требуется AASHTO LRFD положения STM, но уровень безопасности больше, использования Предложенная модель, чем любой ACI 318-05 или AASHTO (95% для новых положений (уравнение (8) и (9)) по сравнению с 81% и 89% для ACI 318-05 и AASHTO LRFD характеристики STM дизайн, соответственно).

Последний параметр определяется для новых STM выражения дизайн коэффициент недостаточно усилены распорками, CP. Значение 11 был выбран для CP на основе данных, приведенных на рис. 6. Значение было выбрано так, что только 5% особей будет проявлять сильные измеряется меньше номинальной преимущества на основе новых процедур.

В дополнение к определению нижней границы к данным, верхняя граница для коэффициента полезного действия должен быть выбран. Это верхняя граница была выбрана 0,85 в соответствии с верхними гранями КПД представлены в обоих ACI 318-05 и AASHTO LRFD. Выражения для эффективности факторов приведены в формуле. (10) и (11)

... (10)

... (11)

Уравнения (10) и (11) находятся в США, традиционные единицы измерения. Если единицы СИ, должны быть использованы коэффициенты уравнения. (10) и (11) должно быть 2,7 и 0,89, соответственно. Уравнения (10) и (11), предназначенные для использования на бутылочной формы стойка на месте, где стойка пересекает узел (СТС, CCT, или CTT). Уравнение (10) следует использовать для стоек, которые отвечают требованиям укрепления уравнения. (4), в то время как уравнение. (11) должен использоваться для других бутылочной формы стоек. Уравнение для номинального КПД для стойки без подкрепления дается, но это не рекомендуется, бутылочной формы стоек без поперечной арматуры быть использованы. Неармированных бутылочной формы стоек есть потенциал для внезапной остановки после образования первых трещин расщепления. Рекомендации по разработке бутылочной формы стоек приведены здесь только в зеркало текущего положения ACI 318-05. Использование бутылочной формы стоек без достаточных поперечной арматуры следует по возможности избегать. Уравнения (10) и (11) приведены вместе с соответствующими данными на рис.

Предел прочности на сдвиг существенно зависит от конкретных прочность на растяжение. Соотношение между прочностью на сжатие (который используется для определения стойкой силы) в прочности своей сути переменной. Любые отношения, основанные на том, что корреляция Поэтому вполне переменной. Изменчивости в конкретных прочность на растяжение, в частности, затрагивающих большое количество рассеяния, которые можно увидеть на рис. 7.

Развитие альтернативных ПРОЦЕДУРЫ

Уравнений, представленных в предыдущем разделе были разработаны на основе бутылочной формы стоек. Для полного рекомендации дизайн, дополнительные ассигнования на узел геометрия, прочность узловых зон и обслуживания требуются.

Узел геометрии

Для развития эффективности факторов в предыдущем разделе, все узлы предполагается гидростатического. Использование гидростатического узлы (узлы, в которых конкретные аппроксимируется гидростатически сжатого) не всегда возможно. В некоторых случаях, высота гидростатического узел может быть необоснованно большим. Рисунок 8 показывает пример пучка, где использование гидростатического узлов является необоснованным. Геометрии стойки и галстук модель на рис. 8 преувеличено, чтобы подчеркнуть возможность нереальным гидростатического геометрии узла. Поскольку гидростатическое узлов может оказаться непрактичным для использования дизайна, то рекомендуется, что узел геометрии определяется негидростатических узла, как показано на рис. 9 (б). В случае негидростатических, высота сквозных узла определяется как два раза дальше от центра тяжести усиление в составе галстук к свободной поверхности пучка образца. Это ограничение не позволяет использовать, случайно или нет, непрактичных узлов. В настоящее время положения обоих ACI 318-05 и AASHTO LRFD рекомендуем использовать негидростатических узлов.

В действительности, ни гидростатического ни негидростатических узлов существует. Каждый тип узла является достаточно грубым приближением к сложной состоянии стресса. Таким образом, геометрия узел справедливо только в рамках предположения, на которых оно основано. Различные, но одинаковую юридическую силу, предположения приведут к различным границ узловых зон ..

Основная разница между гидростатическим узлов и узлов негидростатических является наличие сдвига в негидростатических узла. Истинной трехмерной гидростатического узел не имеет касательных напряжений в ней. Во многих случаях, железобетонных элементов может быть описано с помощью двумерных стойки и галстук модели. В этих узлах двумерной стойки и галстук модели также имеют мало или вообще не касательное напряжение в них. Негидростатических узлов будет иметь внутренние напряжения сдвига. Schlaich др. al.9 рекомендовать, что, если негидростатических узлов используются, отношение максимальной нагрузки на узел лицом к минимуму нагрузку на узел лица быть ограничена 2,0 или меньше. Ограничение отношение узловых напряжений также ограничивает сдвига в гидростатического узел, ограничивая тем самым вероятность сдвига неисправности узлов.

Простой коэффициент должен быть применен к уравнению. (10) и (11) для учета разницы между гидростатическим узлы, используемые для вывода уравнений и геометрия негидростатических узла рекомендуется для использования в рамках данного исследования. Если учесть, что те же силы, должны быть разрешены на каждом из узлов лица склонны показано на рис. 9, коэффициент преобразования может быть получена как отношение ширины наклонных лица узел (уравнение (12))

... (12)

где кс это соотношение между эффективностью факторов негидростатических и гидростатического узлов, фунт это длина подшипника на базе узла, и ширина стойки в лицо узла.

Чтобы предотвратить чрезмерное стойки, кс коэффициент преобразования должны быть ограничены до размера, не больше, чем 1,0. В общем, негидростатических узлов меньше по объему, чем гидростатическое узлов, поэтому верхний предел на кс не ожидается ограничить применимость ее использования. С включением вышеупомянутых факторов преобразования уравнения. (10) и (11) уравнение выхода. (13) и (14)

... (13)

... (14)

Уравнения (13) и (14) можно еще больше увеличить манипулировать их применимости и общности. Эти уравнения были основаны на изучении 596 испытаний глубокой балки. В таких испытаний, сдвиг пролета легко определить, но STM может быть применен ко многим структурам, в которых нет сдвига службы. Отношение глубины к сдвигу промежуток времени (D / A) примерно равен тангенс угла, образованного между наклонной стойки и горизонтальные. Воспользовавшись этим отношениям, уравнение. (13) и (14) могут быть изменены, как показано в формуле. (15) и (16)

... (15)

... (16)

Предыдущий записываются в США единиц обычного. Если единицы СИ, должны быть использованы, коэффициенты 29 и 11 должны быть заменены 2,4 и 0,89, соответственно. Пример проблемы с использованием вышеупомянутых рекомендаций дизайна можно найти в номер 7.

Ограничения на узел напряжения

Потому что это исследование не конкретно рассматривается допустимых напряжений на гранях узлов, ранее существовавшие ограничения были приняты. Узловых ограничения напряжения и ACI 318-05 и AASHTO LRFD STM положения были изучены с помощью базы данных. Ограничения приведены в таблице 1. Было отмечено, что не было заметной разницы в процентах образцов, которые не при нагрузках, меньше, чем определяется с помощью недавно разработанных моделей ли недавно разработанной модели, принятой ACI 318-05 или AASHTO LRFD узловых пределах напряжения. Недавно разработанных уравнений для КПД бутылочной формы стойки были основаны на нижнюю границу к набору данных. Потому что эффективность факторов для стоек были основаны на нижней границе, было КПД на стойку, что ограниченные силы общей стойки и галстук модель, а не эффективность узла (ов). Таким образом, стресс, представленные в пределах AASHTO LRFD рекомендуется, поскольку они менее строгими, чем ACI 318-05 STM положения без каких-либо снижение уровня безопасности при использовании с недавно разработанной стойка факторов эффективности.

Исправность

STM соответствует нижней границе теории пластичности. Таким образом, единственным учредительным равновесия и отношений в структуре вопроса должны быть рассмотрены. Кинематического поведения структуру, которая разработана с STM не рассматривается, поэтому не представляется возможным определить прогибы структуры при использовании стойки и галстук модели. Кроме того, как пластичность-ориентированная модель, STM имеет дело только с конкретной структурой, которая полностью трещины, вступая деформации без увеличения нагрузки применяются, и такое состояние возникает только у разрушающей нагрузки структуры. В целом, отклонение структуры непосредственно перед распадом не имеет большого значения для целей проектирования и, безусловно, не является сервис-нагрузки озабоченность.

Усилия могут быть сделаны, однако, ограничение ширины трещин при эксплуатационном-нагрузки. Вывод требуется подкрепление в бутылочной формы strut7, 10 было основано исключительно на силе, без всякого отношения к эксплуатации. Наличие дополнительного усиления не может предотвратить трещины от формирования, но может служить, чтобы ограничить ширину трещины. Рекомендуется, чтобы нижний предел 0,003 уделяться отношения к необходимости укрепления в бутылочной формы стойка (уравнение (4)). Нижний предел равен, указанной в формуле. (A-4) в ACI 318-05. Это нижний предел вынудит некоторых укрепление во всех бутылочной формы стоек, для которых повышение эффективности факторов (уравнение (15)) используется. Дополнительное армирование должно способствовать ограничению ширины трещин при обслуживании грузов. Значение 0,003 была выбрана с учетом суммы подкрепления требуется в Приложении А ACI 318-05 глубокой балки. Выводы Часть I настоящего исследования показали, что образцы, соответствующие этим требованиям (глава 11 МСА 318-05) выступили лучше, чем образцы, которые не соответствуют этому предела и дальнейшее увеличение, необходимых для удовлетворения требований трещины контроль AASHTO LRFD не существенно повысить уровень безопасности на МСА 318-05 требования ..

СОПОСТАВЛЕНИЕ STM ПОЛОЖЕНИЯ

Часть I настоящего study1 сосредоточены на рассмотрении текущего положения США на СТМ. Часть II исследования представлены разработки новых процедур для СТМ, которые призваны были направлены на сокращение числа небезопасных тех случаях, когда по сравнению с ACI 318-05 и AASHTO LRFD. С развитием новых процедур завершения сопоставления всех трех групп могут быть выделены средства.

Цифры с 10 по 12 содержат гистограммы экспериментальных данных. На горизонтальной оси отношение предела прочности к номинальной прочности образцов рассчитывается с использованием трех наборов STM положений. В каждой гистограммы, данные делятся на две категории: 1) достаточно усилить и 2) усилить недостаточно. При использовании ACI 318-05, различие между этими двумя группами было сделано на основании статьи A.3.3.1 МСА 318-05

... (17)

где Asi есть площадь поверхности арматуры в г-м слое пересечения стойки, С. является шагом арматуры в I-м слое, прилегающем к поверхности члена, B-ширина стойки перпендикулярно к плоскости из арматуры и

Для AASHTO LRFD положения, различие было сделано на основе требований к контролю трещины подкрепления. AASHTO LRFD требует, чтобы коэффициент усиления области в валовом конкретной области должно быть не менее 0,003 в каждом направлении (по горизонтали и по вертикали). Различие между группами препаратов под недавно разработанных положений был сделан на основе уравнения. (1) и (4) настоящего документа.

В три гистограммы (рис. 10 до 12), только гистограмма представляет использование недавно разработанных положений показывает, менее 5% данных с отношением предела прочности к номинальной мощности меньше единицы. Гистограммы представляет использование ACI 318-05 и AASHTO LRFD положения показать больше результатов испытаний на небезопасных стороны пунктирной линией, но также и более жесткие распределения данных. При использовании AASHTO LRFD положения, только образцов, указанных в серый на рис. 11 не допускаются.

Различия между гистограммы представляет использование ACI 318-05, AASHTO LRFD, и недавно разработанные положения подчеркнуть разрыв между точность и безопасность. При разработке уравнений для номинальной мощности с использованием данных с относительно большой коэффициент вариации, среднее отношение предела прочности к номинальной мощности должны возрасти до ограничить число образцов измеряется сила меньше, чем номинальная мощность. Стремясь нижняя граница с экспериментальными данными, коэффициент вариации обязательно увеличилось, так как данные распространяются в основном по одну сторону от кривой снизу. Короче говоря, увеличился процент особей с консервативные ценности номинальной мощности и увеличить коэффициент вариации.

Применение недавно разработанных положений производит большее среднее отношение предела прочности к номинальной мощности и большей коэффициент вариации, чем использовать либо ACI 318-05 или AASHTO LRFD. Значения средние показатели предела прочности к номинальной мощности и коэффициент вариации для всех трех наборов положения приведены в таблице 2. Из четырех комплектов технических спецификаций, представленных в таблице 2, только недавно разработанных положений обеспечить, что 95% исследованных образцов имеют номинальной мощности больше измеренной мощности.

РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ

Основываясь на выводах части первой настоящего исследования, использование существующих положений в отношении STM как ACI 318-05 и AASHTO LRFD не производит достаточного уровня безопасности. Таким образом, новые отношения на коэффициент полезного действия наклонной бутылочной формы стоек были разработаны (уравнение (15) и (16)). Эти отношения по сравнению с отношениями для повышения эффективности факторов с обеих ACI 318-05 и AASHTO LRFD на рис. 13. В каждой из частей рис. 13, кривые, представляющие новые отношения лежат ниже кривые уравнений текущего дизайна.

Новые отношения на основе базы данных по 596 испытаний глубокой балки. При расчете номинальной мощности образцов в базу данных с новыми положениями дизайна представлены в данной работе, 96% образцов был проведен анализ нагрузки сверх номинальной мощности (рис. 7). Вновь разработанные положения лишь свод положений, рассматриваются здесь, которые удовлетворяют 5% исключения правилом. Этот уровень безопасности был получен:

1. Принимая во внимание равновесие бутылочной формы стойка для определения размера необходимого арматуры;

2. Разделение стоек на два класса: (а) люди с достаточным подкрепление, и (б) без достаточных на укрепление и

3. Определение нижней границы на данных, собранных в результате тестов обоих комплектов стоек.

Авторы

Авторы хотели бы поблагодарить Техас Департамента транспорта за предоставление финансовой поддержки для этой программы научных исследований и управление проектом руководитель Ван Дин Landuyt с благодарностью признана. Авторы также благодарят DB Birrcher за его работу по расширению базы данных, используемой для анализа. Мнения, выводы, выводы и рекомендации, содержащиеся в данном документе, являются мнениями авторов.

Ссылки

1. Браун, MD, и Байрак, О. "Дизайн Использование Strut" А-Tie Models-Часть 1: Оценка положения США ", ACI Структурные Journal, V. 105, № 4, июль-август 2008, с. 395-404.

2. Коллинз, член парламента, и Митчелл Д., предварительно напряженных железобетонных конструкций, борьбе с публикации, 1997, 766 с.

3. Кани, МВт; Хаггинс, МВт, и Витткопп, РР, Кани на сдвиг в железобетонных Торонтского университета печати, Toronto, ON, Канада, 1979, 225 с.

4. Гонконг, FK; Робинс, PJ и Коул, DF, "Web Усиление влияния на глубокой балки," ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 67, № 12, декабрь 1970, с. 1010-1016.

5. Смит, К., и Vantsiotis А.С., "Прочность на сдвиг глубокой балки," ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 79, № 3, май-июнь 1982, с. 201-213.

6. Tan, K.; Kong, F.; Дэн, S.; и Вэн, Л., "Эффект веб Армирование высокопрочного бетона Глубокая Балки", ACI Структурные Journal, В. 94, № 5, сентябрь - Октябрь 1997, с. 572-582.

7. Браун, MD; Санкович, CL; Байрак, O.; Jirsa, JO; Брин, JE, и Вуд, SL, "Дизайн для сдвига в железобетонных Использование Strutand-Tie модели", доклад № 0-4371-2, Центр Транспорт для исследований Техасского университета в Остине, Austin, TX, апрель 2006.

8. Schlaich, J., и Weischede Д., "Детализация железобетонных конструкций", бюллетень d'информации 150, комитет Евро-International-дю-Beton, Париж, 1982, 163 с.

9. Schlaich, J.; Шефер, К. и Jennewein, М., "На пути соответствии Дизайн Железобетона," PCI Journal, V. 32, № 3, 1987, с. 74-150.

10. Браун, MD, и Байрак О., "Минимальные поперечной арматуры для бутылочной формы Struts," Структурные ACI Journal, В. 103, № 6, ноябрь-декабрь 2006, с. 813-821.

Входящие в состав МСА Michael D. Браун Персонал инженер Уитлок, Далримпл, Постон, а Associates, Austin, TX. Он получил ОЧЭС, MSE, и докторскую степень в 2000, 2002 и 2005, соответственно, из Техасского университета в Остине, Остин, штат Техас. Он является членом комитета ACI 228, неразрушающего контроля бетона и совместной ACI-ASCE комитетов 423, предварительно напряженного железобетона, а также 445, сдвига и кручения.

Входящие в состав МСА Огузханского Байрак является адъюнкт-профессором гражданского, архитектурных, инженерных и экологических и членом Клайд Е. профессора Ли Обладая в Университете штата Техас в Остине. Он является членом комитетов МСА 341 и сейсмостойких железобетонных мостов; E803, факультет сети Координационного комитета и совместных ACI-441 ASCE комитетов, железобетонные колонны и 445, сдвига и кручения.