Эффективность веб Укрепление вокруг отверстий в сплошных бетонных Глубокая Балки

Двадцать два железобетонных непрерывных глубоких балок с отверстиями и два спутника твердых глубоких пучков были протестированы на провал. Основными переменными Были исследованы конфигурации веб укрепления вокруг отверстия, расположение отверстий, а также сдвиг пролета к общей глубине отношение. Веб отверстия были расположены либо внешних или внутренних сдвига и охватывает диапазон сдвига к общей глубине коэффициент был выбран в 0,6 и 1,0. Развитие диагональные трещины шириной и грузоподъемности балок отверстия в внешней охватывает сдвига были нечувствительны к конфигурации веб-подкрепление. Для пучков с отверстиями в интерьере охватывает сдвига, однако, склонны укрепление Сети является наиболее эффективным типом управления диагональные трещины шириной и увеличения грузоподъемности. Кроме того, было отмечено, что потенциал высшей нагрузки и сдвига были выставлены пучками с веб укрепления выше и ниже отверстия, чем те, с веб-подкрепление только выше отверстия.

Срез неразрезных балок с сдвига службы к общей глубины отношение 0,6 недооценивается использованием Гонконг и др.. Формулы, в то время предсказал срез балок пролета сдвига к общей глубине 1,0 отношение в хорошо согласуются с результатами испытаний. Механизм анализа, основанного на верхней грани теорема также недооценивает грузоподъемностью непрерывных глубоких балок отверстия в внешней охватывает сдвига, но показывает лучшее согласие с непрерывной глубоких балок открытые в интерьер охватывает сдвига.

Ключевые слова: пучка; несущей способности; сдвига; веб подкрепления.

(ProQuest: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Отверстия часто приводится в глубоких железобетонных пучков для облегчения основных услуг, таких, как вентиляционных каналов, водоснабжение и канализационные трубы, доступ к сети, или даже перемещение из одной комнаты в другую. Большинство experimental1-3 и theoretical4-5 исследований для оценки прочности на сдвиг таких членов, однако, сосредоточено на опертой глубоких пучков с отверстиями. Есть также очень немногие, если таковые имеются, тесты непрерывных глубоких балок с различными схема армирования Сети Сети вокруг отверстия, хотя экспериментальные studies6-8 показали, что механизм отказа и несущей способности непрерывного глубокой лучи отличаются от простых глубокой балки. Кроме того, их детали дизайна еще не были охвачены наиболее код положения ,9-11, хотя веб отверстия имеют значительное влияние на срез и нагрузки механизм передачи глубоких балках. Даже имеющиеся data12 непрерывных тонких пучков с отверстиями, весьма ограничены.

Эта статья представляет результаты испытаний 22 железобетонных непрерывных глубоких балок с веб отверстия и два спутника твердых глубокой балки. Сдвига потенциала передачи веб укрепление вокруг отверстия в непрерывном глубокой пучков по сравнению с аналогичным опертой глубокой балки. Сдвига и грузоподъемности балок испытания сравниваются с Kong и др.. S4 эмпирическая формула откалиброваны результаты тестирования простых глубоких балок с веб отверстия и предлагаемой формулы численного учетом различных механизмов отказа балок испытания, на основе верхней границы анализа теории пластичности.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Есть очень мало данных о непрерывных глубоких пучков с веб отверстиями сдвига службы к общей глубине коэффициент ниже 1,0. Кроме того, в Сети укреплению детали для глубоких балок с отверстиями еще не было предоставлено большинство положений кодекса. Результаты испытаний представлены в рамках нынешнего исследования ясно показывают, что влияние Сети укреплению от нагрузки и сдвига потенциала непрерывных глубоких балок с отверстиями значительно зависит от расположения отверстий. Shear передачи возможностей Сети укрепления вокруг отверстия была выше в непрерывных пучков глубокого, чем просто глубокой балки.

Испытательные образцы

Геометрические размеры и открытие размера

Таблица 1 и рис. 1 показывают, геометрические размеры и расположение веб укрепления вокруг отверстия образцов. Все пучков проверенных же сечением 160 мм (6,3 дюйма) и общей глубиной 600 мм (23,6 дюйма). Сдвига службы к общей глубине отношений / ч, где это сдвига службы, были избраны соответственно, 0,6 и 1,0. Веб отверстия были расположены либо внутренние или внешние сдвига охватывает, как показано на рис. 2. Открытие размер был выбран в качестве 0.5a В каждом пучке испытания, в центре отверстие помещался в соответствии с этим сдвига области охватывают полностью прервать естественный путь нагрузки присоединения края нагрузки и опорные плиты, как показано на рис. 1.

Стальной арматуры

Конфигурация веб укрепления вокруг отверстия включены четыре различных механизмов, как показано на рис. 1: нет, только вертикальные, только горизонтальные, наклонные и только подкрепления. Для оценки эффективности веб укрепление ниже отверстия, расположение веб подкрепление разделены на две группы, одна из которых была U-типа для веб-сайтов только подкрепление, расположенных выше отверстия, как показано на рис. 1 (б) к (г), а другой был B-типа для веб укрепление симметричным, расположенных выше и ниже отверстия, как на рис. 1 (е) к (г). Балки, имеющих отверстия в внешней охватывает сдвига только U-типа веб подкрепления, в то время как пучков с отверстиями в интерьере охватывает сдвига были либо U-типа или типа В Сети подкрепления.

Для всех пучков испытания, (продольной верхней %, где '^ к югу S ^ и ^ ^ вложенные папки являются площадь продольной верхней и нижней арматуры, соответственно, г это раздел эффективной глубины. Прозрачная крышка для продольной верхней и нижней подкрепление 35 мм (1,4 дюйма). Продольной арматуры дно непрерывной по всей длине пучка и приваривается к 160 х 100 х 10 мм (6,3 х 3,9 х 0,4 дюйма) конца пластины, в то время как продольное армирование верхнего стоял на якоре за пределами внешних опорах 90-градусной крючки в соответствии к ACI 318-05. Вертикальные, горизонтальные или диагональные укрепление Сети вокруг отверстия состоял из трех деформированных стальных стержней 10 мм (0,4 дюйма) с диаметром менее 20 мм (0,8 дюйма) ясно чехла. Укрепление вертикальной Сети была закрыта стремена и равномерно расположенных ширина проема, как показано на рис. 1 (б) и (е). Укрепление горизонтальных Интернете с 90-градусной крючки была организована по глубине верхней аккорд выше отверстия или нижней аккорд ниже отверстия, как показано на рис.

1 (с) и (е). Угол всего склонен укрепления было выбрано 45 градусов к продольной оси балок испытания, как показано на рис. 1 (D) и (г). Горизонтальные и наклонные подкрепления Сети были размещены на расстояние 30 мм (1,18 дюйма), по обеим сторонам балок и удовлетворил развития длины, указанной в ACI 318-05. Во всех пучков с отверстиями, два горизонтальных деформированных стальных стержней 10 мм (0,4 дюйма) диаметра были размещены непосредственно над отверстиями для облегчения расположения вертикальных укрепление Сети и передача растягивающих сил стойки и галстук действий в соответствии с предложением Tan и др. .5.

Луч обозначения

Пучка обозначения приведены в таблице 1 состоит из четырех частей, за исключением твердых спутник глубокой балки, 6N и 10N. Первая часть используется для определения сдвига службы к общей глубины изображения: 6 в / ч = 0,6 и 10 / Л = 1,0. Вторая часть относится к открытию место: E для веб-отверстия в внешней охватывает сдвига, и я для веб-сайтов на открытые в интерьер охватывает сдвига. Третья часть дает конфигурации веб-подкрепление: N в Сети не усиление, V для укрепления вертикальных веб-H для укрепления горизонтальных Сети, и я склонен к укреплению сети. Последнее отчасти объясняется тип веб-подкрепление: N в Сети не усиление, U на U-типа веб арматуры (только выше отверстия) и Б-типа веб арматуры (выше и ниже отверстий). Например, обозначение 6EVU определяет непрерывное глубокие балки с веб отверстия в внешней охватывает сдвига, с / ч 0,6 и укрепление вертикальной веб расположены только выше отверстия.

Свойства материалов

Компонентов бетона использоваться для приведения испытания образцов обычного портландцемента, зола, нерегулярным гравий максимальный размер 25 мм (1,0 дюйма), а песок. На прочность бетона 55 МПа (7975 фунтов на квадратный дюйм). Контроль цилиндров были отлиты и лечение одновременно с пучков для определения прочности на сжатие бетона. Сжимающие сильные конкретных получить от испытаний трех цилиндров, приведены в таблице 1.

Продольная верхней и нижней укрепление состояло из трех стальных стержней от 19 мм (0,75 дюйма) диаметр 560 МПа (81,2 КСИ) текучести и 200 ГПа (29000 КСИ) модуль упругости. Сети укрепления вокруг отверстия была обычной мягкой бары стали 10 мм (0,4 дюйма) диаметра с пределом текучести 391 МПа (56,7 КСИ) и модулем упругости 190 ГПа (27550 KSI).

Испытание установки и приборы

Рисунок 2 показывает, погрузки и приборов расположение пучков испытания. Все пучков с двух пролетов были испытаны на провал в два симметричных точках верхней загрузки системы. Каждый пролет был идентифицирован как E-Span или W-службы, как показано на рис. 1 и 2. Два внешних поддерживает конце были разработаны, чтобы горизонтальные и вращательные движения, в то время промежуточной опоры предотвратить горизонтальное движение, но позволил ротации. Для оценки сдвига силы и распределения нагрузки, две клетки нагрузки, каждая из 1000 кН (225 кипа) качестве, было установлено в экстерьер поддерживает цели.

В середине пролета вертикального отклонения и поддержки поселений была измерена с помощью линейных дифференциальных трансформаторов переменной. PI-типа датчиков 50 мм (1,9 дюйма) расчетная длина были расположены вдоль потенциальных диагональные трещины самолетов, как показано на рис. 2, для измерения диагональные трещины шириной конкретных стоек. Деформации в Сети укрепления были зарегистрированы 5 мм (0,2 дюйма) электрическое сопротивление тензодатчиков (ERS), расположенных на разных позициях, как показано на рис. 1. ERS датчики были расположены симметрично по отношению к промежуточной опоре и водонепроницаемым тонким слоем эпоксидного покрытия менее 10 мм (0,4 дюйма) в длину. Данные испытаний были захвачены регистратор данных и автоматически сохраняются.

TEST РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Crack распространения и отказов

Типичные трещин и отказов пучков испытания приведены на рис. 3 в соответствии с и расположение отверстий. Трещины и разрушения режиме непрерывной глубокую пучков с веб отверстия были под сильным влиянием расположения отверстий и / ч, но независимо от Сети укрепления вокруг отверстия, так как наблюдается и в Ашур и Rishi's13 испытаний. хД симметричные трещины картина наблюдалась и для востока и запада охватывает глубоких пучков испытания до отказа. Первые трещины во всех пучков испытания, за исключением твердых пучков происходит при открытии углах вблизи точки нагрузки (на B и D на рис. 3) и распространяется в направлении нагрузки моменты, а затем диагональные трещины на открытии противоположных углах для загрузки точек (в точке А и C на рис. 3) выступил с увеличения нагрузки. Для пучков с веб отверстия в внешней охватывает сдвиг, изгиб трещины в коробления и провисания зоны произошло почти одновременно с диагональной трещины и внутри пролета среза после появления диагональные трещины вокруг отверстия. Для пучков с веб открытые в интерьер охватывает сдвига, наиболее концентрированной трещин в углах отверстия и диагональные трещины на внешних охватывает сдвига не фигурирует в самых пучков с / ч = 1,0 ..

Отказов пучков испытания можно разделить на два режима в зависимости от местоположения отверстий, как показано на рис. 3 и приведены в таблице 2: Режим для пучков с самолетов неудачи по диагонали конкретных стоек во внутренних сдвига пролетов (см. рис. 3 (б) и (г)), и режим B для пучков с самолетов неудачи на интерьер и экстерьер сдвига пролетов (см. рис. 3 (а) и (с)). Все пучков с отверстиями в интерьере охватывает сдвига неудачу в режиме, который образуется провал самолетов по верхнему тракту нагрузки присоединения края пластины нагрузку и угол открытия противоположной точки нагрузки (на рис. 2 (б)) и ниже нагрузка путь, соединяющий края промежуточные пластины поддержки и угол открытия противоположной промежуточной опоры (на C на рис. 2 (б)). Компаньон твердых глубокой пучков был подобный сбой в режиме, когда неспособность самолеты, образовавшиеся вдоль естественным путем присоединения нагрузки края нагрузки и промежуточных пластин поддержки. С другой стороны, все лучи, имеющие отверстия в внешней охватывает сдвига неудачу в режиме B..

Нагрузка-против-прогиба в середине пролета

Прогибов в середине пролета удалось службы для различных пучков испытания с / ч = 0,6 по отношению к общему приложенной нагрузки приведены на рис. 4. Влияние Сети укрепления вокруг отверстия прогиба от нагрузки отношений испытуемых балок с / ч = 1,0 качественно аналогична балок / ч = 0,6. Начальная жесткость балок с отверстиями было почти таким же, как и спутник твердых глубокой балки, независимо от конфигурации веб укрепление вокруг отверстия. После первого диагональные трещины появились в Сети углы открытия прогиба в середине пролета балок резко возросло по сравнению с компаньоном твердых глубоких балок и высшего увеличением скорости отклонения, разработанные в пучки, имеющие отверстия в интерьере сдвига пролетов, чем в пучки, имеющие отверстия в рамках внешней сдвига пролетов. Для пучков с отверстиями в рамках внешней охватывает сдвига, увеличением скорости отклонения не зависела от конфигурации веб-подкрепление. С другой стороны, конфигурация веб подкрепления увеличением скорости отжима и неудачи характеристики явно под влиянием пучков с отверстиями в интерьере охватывает сдвига.

Наклонные укрепление Сети является наиболее эффективным для сокращения типа прогиб балок с отверстиями. В частности, ширина 6IIB наклонив укрепление Сети выше и ниже отверстия показали некоторые пластичного поведения в связи с тем, несмотря на сжатие провал расщепления конкретных стоек, как показано на рис. 4 (с) ..

Диагональ ширина трещины

Рисунок 5 показывает развитие диагональной ширина трещины в бетонных стоек испытуемых балок с веб арматуры и с / ч = 0,6 по отношению к общему нагрузку: Рис. 5 (а) за трещины вдоль линии Е. показано на рис. 2 (а) в пучках, имеющих отверстия в внешней охватывает сдвига и U-типа веб подкрепление, рис. 5 (б) за трещины вдоль линии Е. показано на рис. 2 (б) в пучках наличие отверстий в интерьере охватывает сдвига и U-типа веб арматуры, а на рис. 5 (с) для трещины вдоль линии CF показано на рис. 2 (б) в пучках наличие отверстий в интерьере охватывает сдвига и B-типа веб подкрепления. Влияние Сети укрепления вокруг отверстия на контроле диагональная ширина трещины в балках с / ч = 1,0 практически аналогичны, что в балок / ч = 0,6. Для пучков с отверстиями в рамках внешней охватывает сдвига, развитие диагональной ширина трещины практически не зависит от конфигурации веб подкрепление, и никто из Сети укреплению достигнутой урожайности напряжение в связи с тем, как показано на 6EVU Балки, 6EHU и 6EIU рис.

6, которая представляет деформации в Сети укрепление по отношению к общему приложенной нагрузки. С другой стороны, для пучков с отверстиями в интерьере охватывает сдвига, склонны укрепление Сети была более эффективной в борьбе с диагональной ширина трещины, чем вертикальные или горизонтальные веб укрепление, отметив, что эффективность было более заметным в пучках с B-типа, чем в пучках с U-типа. Штаммов наклонных и вертикальных Сети укреплению ниже отверстия резко возросла с появлением первых диагональные трещины, а затем достигли урожайности деформации до разрушения в качестве экспозиции Балки 6IVB и 6IIB и представлены на рис. 6 ..