Поведение глубокой балки с короткими продольными Бар крепления

Эта статья представляет лаборатории результаты испытаний 12 глубоких пучков, в которых продольной арматуры стоял на якоре в поддержку использования коротких прямых крепления бар. Образцы были построены с использованием трех различных сдвиговых службы углубленного отношения (A / D). Различия в целом и локального поведения на рейде региона подчеркнул между группами лучей. Результаты испытаний показывают, что короткие длины якорной стоянки, чем это требуется ACI 318-05, глава 12, являются эффективными в развивающихся текучести баров в конце расширенного узловые зоны. Этот результат согласуется с более короткими крепления требуемой длины полос встроенные в конкретных регионах подвергаются боковые горное давление. В случаях, когда усиление не удалось достичь доходности, механизм передачи в силу глубоких пучков по-видимому изменился от преимущественно связан-арка режим фермы режим позволяет образцов для достижения примерно в той же нагрузке в ходе испытаний, и не путем дробления стойкой. Физической модели для оценки крепления длина прямой баров подвергались боковое давление на часть крепления длина представил ..

Ключевые слова: крепления; пучка, стойки и галстук модели.

(ProQuest: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Дизайн глубоких пучков после ACI 318 Строительный кодекс (ACI Комитет 318 2005) могут быть проведены с использованием стойкой и галстук метод включенного в Приложение МСА 318-05. По данным ACI 318-05, глубокие пучков определяются как лица членов с четко охватывают не более чем в четыре раза превышает их глубину или членов с концентрированной силы, расположенные в два раза членов глубине от опоры. Разработать приемлемые стойки и галстук модели для разработки глубоких балок, надо понять и определить пути силы сдвига передается в глубокой балки.

Общепризнано, что основным параметром, влияющим поведения железобетонных балок является сдвига размаха к эффективной глубины отношение (а / г). А / д уже давно признаны в качестве основных факторов, способствующих передаче нагрузки характеристик глубоких балок (Ferguson и др.. 1988; Макгрегор и Уайт, 2005). Пучков с / д 1,0 или ниже передачи поперечной силы в первую очередь путем формирования механизма связаны арки, где конкретные диагональные распорки форме от точки приложения нагрузки и поддерживает. Горизонтальная связь необходима для закрепления этих стоек на их базе и сохранения равновесия горизонтальных сил в узлах, расположенных над опорами (рис. 1 (а)). В инспекции, силы в этом горизонтальная связь является постоянной по всей длине арки связали, тем самым, требующие, чтобы арматура развивать свой предел текучести в лицо узлов.

Трасс модели являются общепринятыми для представления балок с / д 2,0 или выше. Верхней и нижней аккорды в этих ферм модели соответствуют тяжести сжимающих напряжений и тяжести продольной арматуры пучков, соответственно. Веб членов фермы модели состоят из вертикальных и диагональных связей стоек в дополнение к сдвиговым механизмом передачи силы света (рис. 1 (б)). Каждая вертикальная связь может быть использована для группы поперечной арматуры в балке, чтобы они, как правило, расположены в центре тяжести группы поперечным полоскам, которые они представляют. Диагональ стоек используются для представления сжатия поля напряжений, которые складываются в конкретных веб между диагональные трещины. Силу в горизонтальной галстук находится в нижней части фермы уменьшается модели в каждой панели фермы до достижения конца света. Поэтому, если продольной арматуры остается постоянным на протяжении всей (как это часто делается в глубокой балки), а затем крепления спрос такое усиление в конце узлов значительно ниже, чем это было бы, если бы связали арки модели были использованы для разработки ..

Сдвига передачи силу глубоких балок с / р от 1,0 до 2,0 происходит за счет сочетания этих двух основных механизмов. Доля от общей численности, которая передается каждым механизмом, однако, был источником особого обсуждения. Хотя ACI 318-05 код позволяет использовать стойку и галстук модели для проектирования глубокой балки, не дать руководящие указания относительно того, какой механизм будет использоваться для развития стойкой и галстук модели для проектирования. ACI 318-05 требует, чтобы в поддержку того, чтобы просто поддерживает глубокую пучков "положительное подкрепление момент напряженности основываться разработка F ^ югу у ^ в лицо поддержку", или в конце расширенного узловые зоны, если глубокой пучка разработан с использованием Приложение A. Это означает, что предполагаемым механизмом передачи силы для глубокого пучков в ACI 318-05 соответствует стоимости связано арки. Международная федерация де-ла-Pr / сут 2,0 или выше будет разработан с использованием модели фермы.

Если, в самом деле, сила передачи в пучках с / д от 1,0 до 2,0 происходит через сочетание связали арки и фермы действий, а затем крепления спроса на поддержку будут сокращены и при условии крепления длина горизонтального изгиба усиление может быть уменьшена. Кроме того, наличие боковых удерживающего давление может увеличить прочность на якоре баров разрешений сокращение необходимой длины якорной стоянки при поддержке опертой глубокой балки. Испытаний, представленные в настоящем документе, были предназначены для исследования влияния краткое крепление на этих двух важных параметров контроля необходимой длины якорной стоянке в поддержку того, чтобы просто поддерживает глубокие балки.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005), код положения требуют продольной арматуры быть разработаны в лицо расширенный узловые зоны по мере необходимости от равновесия связаны арки стойки и галстук модели часто используются в проектировании глубоких балках. Анкоридж длина рассчитывается с использованием положений ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005), глава 12, не учитывает последствия бокового давления (в режиме удержания) на прочность. Испытания в настоящем докладе используются для выявления изменений в силу механизм передачи в глубокой балки в результате короткого продольного крепления бар и включить эффект бокового давления на прочность стержней якорь в узловых районах глубокой балки.

ACI ПРЯМЫХ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ РАЗВИТИЯ БАР УРАВНЕНИЙ

Ранняя выражения для развития длина стержней встроенных в бетоне (ACI Комитет 318 1971) были определены на основе предполагается равномерное распределение напряжений, действующих связи вдоль стержня в стадии разработки. Приравнивая усилие, развиваемое в баре, встроенный в бетоне (F ^ S ^ югу раз к югу ^ Ь) к среднему связи подчеркивает у развитых периметру бар с диаметром ^ югу Ь на расстояние, равное л, выражение для среднего напряжения U связь

... (1)

В уравнении. (1), F ^ S ^ к югу является стресс, которые разрабатываются в бар на расстояния L. С 1971 года, МСА 318 Кодекса использовали концепцию развития длину, а не с использованием средних связи подчеркивает, чтобы определить длину, необходимых для разработки текучести в прямой гриф встроенные в бетон.

Допустимая связи нагрузки, предусмотренные в ACI 318-63 (ACI Комитет 318 1963) были использованы для получения уравнения развития, содержащихся в длину ACI 318-71 (ACI Комитет 1971) после преобразования допустимых напряжений для конечной (умножением допустимых напряжений 1,6 фактор) и предполагая, что бары необходимо будет разработать напряжение, равное 1,25 раза текучести. ACI 318-71 (ACI Комитет 318 1971) выразил основные длины развития прямых баров на растяжение (№ 11 или меньше), а

... (2)

где ^ к югу Ь есть площадь бар развивается, е ^ у ^ к югу и / '^ с ^ к югу представляют текучести бар и конкретные прочность на сжатие, соответственно, и Л ^ к югу Ь является прутка диаметром. Эта формула была получена из уравнений связи напряжений использовались в предыдущих версиях МСА 318 (1963 и ранее).

Ходячее выражение основных длины развития в МСА 318 Кодекса был разработан по результатам исследования, проведенного др. Orangun и др. (1977). Orangun и др.. (1977) вывел выражение для развития длины, основанных на определении эмпирическое выражение для прочности по нелинейной регрессионного анализа имеющихся данных испытаний по сращивания баров в напряжении. Основные факторы, влияющие на прочность (минимальное покрытие, бетон прочность на растяжение, укрепление текучести и удержания предоставляемый поперечной арматуры) были определены и включены в МСА 318 уравнение длины развития

... (3)

где ^ является минимумом бетона и половины расстояния между продольных балок; и К ^ ^ к югу tr это параметр, отражающий пассивной родов при условии поперечной арматуры вдоль стержня. Полагая, что ^ к югу Ь К ^ к югу tr ^) / д ^ югу Ь равна 1,5, уравнение. (3) сводится к

... (4)

ACI Комитет 408 (2003) недавно предложили различные уравнения для развития длина прямой баров в напряжении. Предлагается ACI 408-03 (ACI Комитет 408 2003) уравнений основаны на оценке больше, чем тестовую базу данных, которая используется в исследованиях, проводимых др. Orangun и др. (1977). В тех случаях, в которых разрабатываются баров расположены в регионах с благоприятными условиями заключения (разделы с минимальным бетона равна г ^ Ь к югу, и снимите расстояние между стойками развивается по 2 г ^ к югу Ь или наличие поперечной арматуры удовлетворяющих K ^ ^ к югу TR / г ^ к югу Ь

... (5)

Параметра K ^ ^ к югу tr используется для представления заключения действии поперечных настоящее подкрепление в рамках развития региона длина штрихов. МСА 408R-03 (ACI Комитет 408 2003) определяет K ^ югу tr = C ^ югу R ^ (0.72db 0,28) (ATR / СН), где C ^ югу R ^ является фактором, в зависимости от относительной площади ребра подкрепления.

Подключение уравнения. (2) в (5) в уравнение. (1) принимает стали напряжение на выход, средняя прочность выражения в соответствии с вышеупомянутым выражения длины развитие получили

... (6)

... (7)

и

... (8)

Эти три уравнения были использованы для сравнения значений прочности со средним связи подчеркивает определяется экспериментально в данном исследовании, как это обсуждается в следующем разделе этого документа.

Крепление ПРЯМЫХ БАРС в регионах с бокового давления

Благотворное влияние бокового удерживающего давление на прочность стержней якорь в конкретных были признаны в течение многих лет. Untrauer и Генри (1965) провели испытания выводе № 6 и № 9 баров с 152 мм (6 дюймов) в призматическим заливки бетонных блоков. В некоторых тестах, нормальное давление была применена к двум противоположным лица на бетонных блоков, а также другие испытания были проведены без каких-либо извне давления. Боковые ограничиваясь давлению, в этих опытах варьировалась от 0F '^ с ^ к югу до 0.5f' ^ с ^ к югу. В образцах с нулевым внешним давлением, трещины, распространяющиеся в радиальный рисунок с поверхности якорь бар на поверхности бетонных блоков. Отказ в образцах с бокового давления характеризуется образованием одной трещины в направлении применения удерживающего напряжения. Результаты испытаний предложил, что и прочности нормированная [квадратный корень из F] '^ с ^ к югу линейно связана с квадратного корня из нормального внешнего давления ([квадратный корень из F] ^ п ^ к югу). Untrauer и Генри (1965) рекомендовал формуле.

(9), полученных от среднего вывода 37 испытаний № 6 и № 9 баров, рассчитать прочность крепления стержней в регионах подвергаются боковые горное давление.

... (9)

Совсем недавно, Уокер и др.. (1999) изучали эффект бокового сжатия на прочность деформированного баров встроенные в прямоугольных бетонных блоков. Большое количество экспериментальных параметров были изучены в общей сложности 150 образцов предоставить информацию о влиянии бар длины (15 или 10 диаметров бар), бар диаметра, бетона, бар интервал, в адресной строке (верхней или нижней позиции литья), и ограничения давления на длины связей (0, 20, или 40% от прочности бетона куба). От их результатов испытаний, Уокер и др.. (1999) предложил следующие линейные выражения для оценки прочности в зависимости от бокового давления удерживающего

... (10)

где / ^ к югу с куба ^ равна конкретные прочность на сжатие (в PSI) определяется из 15 х 15 мм (0,6 х 0,6 дюйма) куба; в это конкретные четкие покрова для продольной арматуры, а также к югу F ^ п ^ является боковой удерживающего напряжения перпендикулярно оси бар. Предполагая, что F ^ к югу с куба = 1.15f '^ с ^ к югу, уравнение. (10) может быть записана в виде стандартных 150 х 300 мм (6 х 11,8 дюйма) цилиндрическая прочность бетона на сжатие, е '^ с ^ к югу (в PSI), а

... (11)

Верхний предел в среднем прочность выраженная правая слагаемое в. (10) и (11) был предложен исследователями как верхний предел, чтобы избежать вывода провал.

Описание лабораторных испытаний

Двенадцать глубоких балок три различных / д и по крайней мере три различных длины крепления основных продольной арматуры для каждого / г составляли тест матрицы этот исследовательский проект. Пучков были разделены на четыре группы в зависимости от а / д и размер основной продольной арматуры. Обозначение образца была разработана с целью определить четыре различных групп балок в соответствии с их / сут, лонжероном укрепления размера и длины прямой крепления панели в конце испытания балок. Первые две цифры в пучке назначения соответствуют / д каждого пучка (1,0, 1,5 или 2,0), а последние три цифры соответствуют соотношение предоставляемых крепления длиной в узел на конце испытания образцов на , которые рассчитываются с использованием в главе 12 ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005).

Балки были разработаны с использованием бетона с номинальной прочности при сжатии равна 28 МПа (4 КСИ) и арматуры с номинальным текучести е ^ у ^ к югу равным 414 МПа (60 KSI). Использование номинальной свойства материала, связали-арка стойки и галстук модели были использованы для оценки максимальной нагрузки ожидается в ходе испытаний, считая нижней галстук в этих моделях достигнуто приносит до конкретных дробления стоек и узлов. Эти стойки и галстук модели были использованы также для определения геометрии узловых регионах за поддержку в каждой группе лучей. Основной целью испытаний являлось изучение последствий коротких крепления основных продольной арматуры на поведение глубокой балки. Одной из целей исследования было определить, были ли другие правдоподобные стойка-andtie модели будут лучше представлять поведение, в частности, для пучков с короткой длины якорной стоянке, где выход силы в главном связать не может быть разработана в узле лицо.

Размеры образца и укрепления приведены в таблице 1 и на рис. 2. Все пучков имел ширину 152 мм (6 дюймов) и три разных глубинах для удовлетворения желаемого / D. Различные / сут были достигнуты с помощью пучка высот равна 635, 457 и 356 мм (25, 18 и 14 дюйма) для пучков с / д 1,0, 1,5 или 2,0, соответственно. Измеренные конкретные прочности при сжатии во время испытаний для каждого образца приведены в таблице 1.

Продольной арматуры в верхней и нижней граней лучей состояла деформированных баров соответствующей ASTM A615/615M, "Стандартные спецификации для деформированных и простой углеродистой стали бары для железобетонных конструкций" (ASTM International 2004). Десять из 12 образцов были две № 5 баров, а нижней продольной арматуры (группы 1,0, 1,5 и 2,0), а остальные две были укреплены две № 6 баров (группа 1.0L). Средний измеряется текучести № 5 и № 6 баров было 492 и 469 МПа (71,4 и 68,0 KSI), соответственно. Лучшие укрепление по всем лучам состоял из двух баров № 3 для конструктивности пучка арматурных каркасов. Веб укрепления состояли из вертикальных и горизонтальных стремена баров формируется с помощью деформированного D4 проволоки. Деформированной проволоки соответствует ASTM A496/496M, "Стандартные спецификации для стальной проволоки, деформированные, для армирования бетона" (ASTM International 2002) при средней урожайности измеряется напряжение, равное 605 МПа (88 KSI). Первый стремя был сделан примерно 50 мм (2 дюйма) с внутренней лицом реакция пластины на каждой стороне балки, в то время как горизонтальные укрепление Сети расширенный прошлом пластин реакции.

Продольная арматура стоял на якоре прошлого поддержки пластины, используя как прямой крепления бар или горбатый крепления бар, как показано на рис. 2. Анкоридж длины продольной арматуры измеряли расстояние от точки, где бары оставить расширенной узловой зоны (рис. RA.1.6 в ACI 318-05), и в конце стержня как это предусмотрено в разделе A.4.3.2 МСА 318-05 (ACI Комитет 318 2005). Конец балок, где прямо крепления бар были использованы обозначается как тест конца в этом документе, в то время как в конце, где подключили крепления бар были использованы обозначается как в дальнем конце балки. Часть пучка расширения прошлого поддержки на испытательном конце варьируется в зависимости от длины при условии крепления продольного армирования. Это расстояние, отнесенных к О1 на рис. 2, приведены в таблице 1 для всех образцов. Различные длины прямой крепления бар были использованы на тестовом конце пучков в каждой группе образцов. Длина крепления при условии была определена как часть необходимой длины прямой развития бар два бара размеры, используемые в этих испытаний (№

5 и № 6) в соответствии с главой 12 МСА 318-05 (ACI Комитет 318 2005). По крайней мере, три различных длины крепления были использованы в каждой группе образцов, начиная с минимальных 28% до максимум 100% от длины развития рассчитываются с использованием номинальной свойства материала ..

Испытание установки и приборы

Службы во всех пучков составлял 1,22 м (48 дюйма). Образцы были подвергнуты одной сосредоточенной силы в середине пролета. Стальные листы были помещены в точке нагрузки и места реакции точки распространения напряжений на более широкую область в верхней и нижней поверхностях балки. Стержневых опор состоит из PIN-код (до конца света) и ролика (тест конец света) во всех тестах. 445 кН (100 кип) динамометр был помещен под каждым поддержки для измерения реакции в ходе всех испытаний.

Внешние и внутренние приборов был сделан на отдельных участках в образцах. Только соответствующие приборы для обсуждения в данной работе подробно описан здесь. Внешние приборов состоит из линейных потенциометров в середине пролета пучка. Электрическое сопротивление тензодатчиков были связан с одной из двух продольных балок, на середине пролета и у концов стержней или поблизости от узловой области над каждым поддержки. Тензометрических местах были выбраны для мониторинга развития арматурного проката напряжения на увеличение нагрузки в ходе испытаний. Регионы баров возле узловой зоны над каждой реакции пластины представляют особый интерес, поскольку они соответствуют зону крепления продольной арматуры. Рисунок 3 показывает расположение тензометрических и инструмент назначения для всех образцов.

Тензометрических 1 был сделан пять диаметров бар за спиной лицом узловые зоны (рис. 3) в образцах, где продольной арматуры, выходит за рамки задней узловой зоны. Тензометры 2 и 3 были размещены на позиции, соответствующие внешние и внутренние лица узловые зоны, соответственно. Тензометрических 4 была поставлена на месте, где продольных балок выхода расширенной узловой зоны. Тензометры 6 до 8 были помещены в аналогичной договоренности на дальнем конце бара, где образцы были закреплены использованием 90-градусной крючки. С помощью этой аппаратуры массив, изучение развития стресса, а крепления регионах прямой и подключили концах бара можно было и обсуждается в последующих разделах.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Влияние малой длины крепления на глобальном поведении пучков оценивается путем сопоставления растрескивания образца, нагрузка-смещение ответ, и отметил, отказов образцов в рамках группы. Эти три параметра были использованы для ассоциированных поведение пучка с стойки и галстук модели, которые лучше всего представлены наблюдаемое поведение в ходе испытания. Механизм передачи нагрузки от балок Ожидается, что переход от преимущественно связан-арочный механизм trusstype механизма крепления длина главных продольной арматуры сократились и, как а / д увеличилось.

Образцы крекинга

Крекинг моделей экспозиции образцов приведены на рис. 4. После формирования первого изгиба трещины в середине пролета, диагональные трещины формируются в общем направлении между опорами и точка приложения нагрузки на тесте, и дальних концах лучей. Промежуточные щели между изгиба в середине пролета трещины и эти диагональные трещины формируются в дальнейшем. Образование новых трещин в конце концов остановились в ходе испытаний и расширить существующие или увеличен по отношению к лицу сжатия пучков, в частности, после достижения доходности нагрузки в образцах. Strut дробления был распространенных отказов в девяти из 12 образцов. Не было обнаружено корреляции между стороной пучка выставки стойка дробления и крепления деталей (прямые или подключен). В трех из четырех образцах с самой короткой длины якорной стоянке в каждой группе (образцы DB1.0-0.28L, DB1.5-0,38, и 0,43-DB2.0), расщепление бетона на тест конца балки (прямой гриф крепления) не наблюдалось.

Уступая изгиба арматуры в группе 1,0 пучков происходит при нагрузке около 470 кН (106 кип). На этом нагрузка, напряжение измерения показали, уступая лишь в середине пролета области пучков. Все образцы из этой группы были в состоянии выполнять нагрузки значительно выше первых уступок. Первый диагональных параллельные трещины предполагаемое направление основных стоек в связали-арка модели формируются при нагрузке около 310 кН (70 койка). Неудача в этой группе пучков происходит к концу дробления одна из основных стоек или на тест конца или дальний конец пучков на пике нагрузки между 667 и 743 кН (150 и 167 кип) (рис. 5).

Растрескивание структуры и последовательности образования трещин в группе 1.0L образцов были подобны тем, которые наблюдались в группе 1,0. В этой группе, уступая место изгиба в 645 кН (145 кип) из-за высшего области основной продольной арматуры. Наблюдаемых отказов двух пучков в эту группу, однако, совершенно различны. Образцы DB1.0-0,75 л удалось путем дробления стойка на другом конце света, в то время как образца DB1.0-0.28L демонстрировал неспособность крепления расщепления в области прямой гриф расширения прошлого поддержки. Пиковая нагрузка измеряется с образцами DB1.0-0.28L существенно ниже, чем пиковая нагрузка измеряется с образцами DB1.0-0,75 л в результате крепления провал. Уступая из главных продольной арматуры в середине пролета, только что обнаружил в связи с тем произошло разделение времени. Следует подчеркнуть, что закрепление длины при условии лишь около 30% длины требуется в соответствии с МСА 318-05 (ACI Комитет 318 2005), глава 12, уравнения.

Образцов в группе 1,5 выставлены картины крекинга на рис. 4 (г) через (I). Что касается образцов, включенных в группу 1,0, вертикальные и диагональные трещины сосредоточены в центральной части балки. Изгиб трещины, которые образуются вблизи середине пролета в области ниже табличка загрузки центра не менять направление с загрузкой. Эти трещины, образовавшейся вначале, как вертикальные трещины изгиб в области между краями пластина и опорные плиты постепенно превратилась диагонали как погрузка возросла. Диагональ трещин параллельно направлению распорок между опорами и загружать точки примерно в 310 кН (70 койка) указывает на образование связан-арочный механизм передачи нагрузки. Указанием конкретных расщепления в прямой узел крепления бар наблюдается только с образцами DB1.5-0,38 при нагрузке около 427 кН (96 койка). Луч крекинга структур наблюдается в группах 1,0, 1.0L и 1,5 выставлены характеристик связана-арочный механизм передачи нагрузки, как указано от диагональные трещины, образующиеся в направлении между опорами и загружать точки ..

В отличие от группы пучков в 1,0 и 1,5 говорилось ранее, все трещины в образцах в группе 2,0 инициативе, как изгиб трещины (по вертикали), независимо от региона в пучке. Эти трещины или расширенный вертикально или по диагонали обратился в зависимости от их близости к опорам. В частности, трещин ближе к инициативе поддерживает как вертикальные трещины и стал на диагональных нагрузок между 134 и 245 кН (30 и 55 KIPS). Такое поведение в соответствии с фермы механизм передачи нагрузки. В образце DB2.0-0,43, диагональные трещины ближе к концу испытаний распространяются горизонтально на поддержку на глубине, соответствующей расположения основных продольной арматуры при нагрузке около 260 кН (58 койка).

Нагрузок, соответствующих первый изгиб и диагональных трещин, уступая, а пик возможностей для всех образцов приведены в таблице 2. Нагрузок на первом трещин и уступая во всех образцах в пределах группы были схожи, как указано в таблице. Выход нагрузки, представленные в таблице 2 были определены на основе данных тензометрических в середине пролета балки (S5, рис. 3). На этом нагрузка, значительное снижение жесткости пучка наблюдалось, как указано сокращение склону прогиба от нагрузки диаграммы, представленные в следующем разделе. Диагональ растрескивание наблюдается при нагрузках до продольной укрепления уступая во всех образцах.

Нагрузки отклонения поведения

Прогиба от нагрузки поведение четыре группы пучка приведены на рис. 6. Предварительные мощности нагрузки прогиб балок в каждой группе был очень похож в соответствии с наблюдаемыми крекинга моделей. С другой стороны, после выхода склонах прогиба от нагрузки кривых пострадали сильно на якорной стоянке длина предусмотрено в узел на тестовом конце балки. В 1,0 группы, три из четырех балок (DB1.0-1,00, 0,50-DB1.0, DB1.0-0,32) продемонстрировал заметное снижение напряжения после податливость продольной арматуры в середине пролета. Жесткость выздоровление наблюдалось у этих образцов на различных прогибов в середине пролета между 7,6 и 10,2 мм (0,3 и 0,4 дюйма). Это жесткости восстановления может быть отнесено к смещению внутренних несущих механизм пучков, которые произошли в разных прогибов в середине пролета для различных условий крепления продольных бар. Образцы DB1.0-0,75 опытных снижение жесткости при нагрузке примерно на 30% выше, чем образцы DB1.0-1,00, 0,50-DB1.0 и DB1.0-0,32, и он не проявил жесткость восстановления как это наблюдается в других образцов в в эту группу.

Можно также отметить, что нагрузка-смещение кривой образца DB1.0-0,50 ответил кривой образца DB1.0-0,75 после прогиба в середине пролета около 12,7 мм (0,5 дюйма). Постепенное разгрузки произошло во всех образцах в этой группе при подавлении критического стойка вступления в поддержке и погрузки наблюдается ..

Нагрузки отклонения участков образцов в 1.0L группы приведены на рис. 6 (б). Что касается образцов, включенных в группу 1,0 наклон участков до уступая было приблизительно равным указанием аналогичных изгибных жесткостей в обоих образцах. После лонжероном уступая в середине пролета образца, изгибной жесткости двух образцов значительно уменьшились. Разгрузка с образцами DB1.0-0.28L начало на гораздо более низком прогиба в середине пролета по сравнению с образцами DB 1.0-0,75 л и шло постепенно, как закрепление основных продольной арматуры, было потеряно. трещин продольное расщепление появились вдоль основных подкрепление в узел на конце испытания образца. В отличие от выгрузки произошла вдруг с образцами DB1.0-0,75 л в качестве основного конкретные стойки от поддержки точка нагрузки деформации (см. также рис. 4 (е) и (F)).

Нагрузки отклонения поведения образцов в группы 1,5 и 2,0 практически идентичен до выхода нагрузки между образцов в каждой группе (см. рис. 6 (с) и (г)). При этом нагрузка, наклоны кривых в группе 1,5 лучи совершенно разные с образцами DB1.5-0,38 с мелкой склона и образцами DB1.5-0,75 с крутого склона. Кроме того, жесткость восстановления в этих образцах не столь выраженным, как это наблюдается в образцах в группе 1,0. Образцы DB2.0-0,75 и 0,50-DB2.0 была примерно такой же после выхода склона, в то время образцов DB2.0-0,43 была мелкая после выхода склона. Различия в пост-выход жесткости для этих двух групп пучков в соответствии с предоставленной крепления длиной в каждом образце. Образцы с более короткими длинами крепления выставлены выше изгиба гибкость, чем те, где больше креплений существовало.

Укрепление бар напряжений в узловых районов

Штаммы измеряется в середине пролета и в конце расширенного узловые зоны, определенной в ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005) были использованы для оценки того, постоянная связь силы был разработан как предполагается, связаны в арку-модели. Укрепление бар штаммов оцениваются по середине пролета и на расширенном узловой зоны пучков из группы 1,0 и 2,0 приведены на рис. 7. Только деформаций в этих двух группах являются обсуждался, поскольку они соответствуют максимальной и минимальной измеренной деформации в конце расширенного узловые зоны, соответственно. Измеренные штаммов в группе 1,5 пучков достигал значений между теми, измеряется в подкрепление в группах 1,0 и 2,0. Из рис. 7 (а) и (с), ясно, что все образцы выставлены уступая в середине пролета с различиями в максимальной деформации измеряется при выходе из строя лучей. Интересно также отметить, что уступая место примерно в то же нагрузки для образцов в каждой группе, которая согласуется с сходство в поведении, наблюдаемой в ходе испытаний и измерений прогиба от нагрузки ответ до уступая, как описано в предыдущем разделе ..

Штаммы измеряется в разделе, соответствующем окончания продленного узловые зоны значительно различаются в зависимости от продолжительности стоянки и образец группу. Три из образцов в группе 1,0 достигли величины, соответствующей уступая как отмечалось на рис. 7 (б). Более того, штаммы увеличилось с погрузкой в этих трех образцов. В отличие от штаммов с образцами DB1.0-0,32 достигла максимального значения примерно 0,002 и начали снижаться при нагрузке около 535 кН (120 кип). Такое поведение можно было бы объяснить инициирования конкретных расщепления, которые привели к бар скольжения. Наблюдаемое увеличение приложенной нагрузки после начала бар скольжения может быть признаком развития альтернативного механизма передачи нагрузки в этом пучке.

Продольная бар штаммов в конце расширенной узловой зоны только достигли урожайности с образцами DB2.0-0,50 для образцов, в группе 2,0. Такое поведение не помешало этой группы образцов от поддержки нагрузки прошлом измеряли выход нагрузки около 222 кН (50 койка). Деформации данных как представляется, указывают, что механизм передачи сил в этой группе образцов не представляет связан-арка механизмом, а скорее напоминает фермы действий. Укрепление бар напряжений на расширенной узловой зоны в лучах контролируемых фермы действия не ожидается, будет иметь то же значение, измеренных в середине пролета. Из испытаний, представляется, что механизм передачи силы перешли от связали-арка меры для фермы действий, гибкости пучка (A / D) увеличился.

В образцах, имеющих длинный прямой длиной крепления внутри каждой группы, деформации развития прямых баров крепления регионе по сравнению со штаммами, разработанные в конце крючковатым бары для трех различных уровнях нагрузки, как показано на рис. 8 (0,5 С ^ у ^ к югу, к югу 1.0P ^ у ^, а к югу P ^ и ^). Градиент деформации наблюдаются в этих участков будет указать, является ли высшее штаммов разрабатываются на более короткие расстояния, когда бары расположены в узловых зон (регионов, пострадавших от бокового давления). Каждый символ на графиках соответствует расположение тензометрических в узловые зоны (см. рис. 3 для размещения тензорезисторов), с расположением S4 в конце расширенного узловые зоны, выступающей в качестве общей отправной точкой для всех образцов групп. На 0,5 С ^ у ^ к югу, большинство из деформации в стержнях для прямой и зацепил концы развитых между узлом лицо и окончания продленного узловые зоны. Примерно линейного развития деформации от точки в барах за узел лица (место нахождения S1) к концу расширенной узловой зоны (место нахождения S4) наблюдалась прямо и зацепил концы, как показано на рисунке.

Интересно отметить, что штаммы бар в конце расширенного узловые зоны прямой конец крепления пучков были сопоставимы с теми измеряется на конце крючковатым баров. Даже образцов с только 75% от необходимого прямой длиной развития бар в соответствии с МСА 318-05 (ACI Комитет 318 2005), глава 12, были же эффективным, как крючковатый креплений в развивающихся бар штаммов ..

Влияние на длину крепления бар штаммов измеряется в прямой конце бары для образцов с равной сдвига службы на глубину отношений рассматривается на рис. 9. Только штаммов оцениваются по предельной нагрузки сравниваются на этом рисунке. Образцы, имеющие не менее 50% от ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005) прямо длина развития бар в группах 1,0 и 1,5 смогли достичь доходности на месте, где оставил баров расширенной узловой зоны. Только один экземпляр в группе 2,0, однако, достигнуто бар уступая в конце расширенного узловые зоны (образца DB2.0-0,50). Штамм развития в непосредственной близости от узловой регион довольно линейная для образца группы 1,5 и 2,0. Бар деформаций в образцах в группе 1,0 увеличилась более высокими темпами, между Тензометры S3 и S4. В этой области, узел подвергается нормальных сжимающих напряжений, которые происходят в стойку вступление точка нагрузки и обеспечения поддержки и зажима влияние на якоре бар. Геометрии две группы пучков с высшим / сут приводит к стоек присоединения точечную нагрузку и поддержки войдет в поддержку узел в угол мелких и производить меньше боковых удерживающего напряжения на якоре бар.

Оценка среднесуточного BOND НАПРЯЖЕНИЙ

Средняя оценка связи подчеркивает в связи с тем пучков было проведено с целью оценки благотворное воздействие боковой удерживающего напряжения, если таковые имеются, в частности, в образцах с более короткими длинами крепления, чем это требуется ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005). Деформации данных, представленных в предыдущем разделе, была использована для определения бар подчеркивает всей узловые зоны на тест конце балки. Эти напряжения затем были использованы для определения эффективной длины крепления бар, л ^ ^ эфф к югу, то есть, область в которой подчеркивается в баре увеличилась с нуля до пика напряжения в конце расширенного узловые зоны, е ^ к югу S4 ^. Следует отметить, что пик напряжения в образцах с короткими длинами крепления был ниже, чем доходность, так что это определение эффективной длины крепления не следует путать с определением длины развития. Точки нулевого напряжения в стержнях была получена экстраполяцией линейно расчета напряжений от данных, полученных в Тензометры S1-S4. Средняя связи напряжений в стержнях при выходе из строя пучков определяется по следующей формуле получены от равновесия на якорь прямо бар.

... (12)

Значения нормированной эффективной л Длина крепления к югу ^ ^ эфф / д ^ югу Ь и экспериментально определить среднюю связи подчеркивает SUP ^ и ^ испытаний приведены в таблице 3. Эффективные длины якорной стоянке во всех образцах колебался между 26 и 19 раз арматурного проката диаметром, за исключением образцов в группе и 1,0 1.0L с креплением кратчайшие длины (0,32 DB1.0-и DB1.0-0.28L). Как видно из бара стресс данные, представленные в таблице 3, даже образцов значительно короче, креплений, чем это требуется код (75 или 50% от необходимой длины якорной стоянки) достигли уступок. Значения измеренных напряжений сцепления данные нормированы [квадратный корень из F] '^ с ^ к югу были всегда выше, чем те, определяется по формуле. (7) (средняя прочность в соответствии с МСА 318-05 [ACI Комитет 318 2005]). Этот результат показывает, что выше среднего напряжения связи были разработаны в ходе испытаний, может быть, из-за наличия удерживающего давление на рейде регионе.

Подход для вычисления среднего связи напряжений в том числе последствий горное давление, действующее на частичное длины якорь прямо баров было использовать для объяснения наблюдаемых напряжений выше, чем это предусмотрено в код (рис. 10). Часть панели в узле до окончания продленного узловые зоны предполагается подвергаться боковое давление тем выше подчеркивает связь может развиваться в этом регионе. Две модели, которые включают влияние бокового давления на якорной стоянке прямых барах представлен ранее (Untrauer и Генри 1965; Уолкер и др.. 1999) были использованы для оценки среднего напряжения связи, разработанные в рамках узловые зоны. В остальной части панели за расширение узла до точки нулевого бара стресс, средняя связи напряжений определяется с помощью трех различных подходов ACI развития длины (уравнение (6) к (8)). Средняя связи подчеркивает Затем были рассчитаны на эффективную длину крепления, чтобы сравнить со средними данными напряжения определяются из испытаний.

Таблица 4 сравнивает значения нормированных напряжений сцепления данных определяется экспериментально значения прочности определяется с помощью двух боковых модели связей давление стресса узловая область баров и три ACI подходы значения прочности на неограниченном часть баров (ACI 318 - 71 [ACI Комитет 318 1971]; ACI 318-05 [ACI Комитет 318 2005]; и МСА 408R-03 [ACI Комитет 408 2003]). Все расчетные значения значительно ближе к связи подчеркивает определяется экспериментально, чем значения, полученные по формуле. (7) по всей длине крепления решетки. Этот результат наглядно показывает, что боковые напряжения в узловых области якорь баров позволяющие развития высшего среднего связи напряжений вдоль решетки. Большинство из рассчитанных значений ниже значений, определяемых экспериментально, обеспечивая консервативные оценки прочности. Отношения рассчитаны на измеренных значений напряжений сцепления были определены оценить, если модели будут обеспечивать достаточно консервативные оценки прочности, что может быть рекомендован для дизайна.

Среднее значение и стандартное отклонение этих отношений напряжение связи представлены в последние две строки в таблице 4. Из данных, содержащихся в этом исследовании, становится очевидным, что сосредоточение модели, предложенной Untrauer и Генри (1965) в сочетании с ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005) значения прочности обеспечит достаточно консервативную оценку прочности с относительно низким стандартным отклонением. Хотя данные, полученные в этом исследовании ограничены, то ясно, что только в регионах крепления длина стержней породила увеличение средней связи напряжений. Учет боковой эффект давления в зоне крепления могут быть использованы в дизайне благотворно либо сокращения продолжительности прямой крепления бар или уничтожить бар крючки, которые обычно создают усиление заторов в узловых области глубокого пучков ..

ВЫВОДЫ

Тесты глубоких балок три различных / сут, где продольной арматуры, стоял на якоре при помощи более коротких длин, чем это требуется ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005), были представлены в этой статье. Следующие выводы можно сделать из результатов тестирования, представленные в настоящем документе:

1. Отказ во всех лучей, за исключением тех, с самой короткой длиной крепления внутри каждой группы, произошло из-за стойки дробления. Такое поведение отметил, что пучки с существенно короче, прямо крепления бар, чем это требуется ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005) были в состоянии передавать сдвига от нагрузки в точке поддержки;

2. Наблюдаемые закономерности растрескивания группы луча 1,0, 1.0L и 1,5 соответствуют связан-арочный механизм передачи нагрузки. Формирование трещин и структур в связи с тем пучков в группе 2,0 дал указания фермы механизм передачи нагрузки. Предполагается, модели для передачи нагрузки в неявной ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005) для глубоких балок с / г до 2,0 это связано арка-модели. Образцы в группе 2,0 выставлены передачи нагрузки характеристики согласуются с положениями фермы модель, а не ожидать от тех, связали-арка модели;

3. За два бара размеры испытания в этом исследовании, эффективная длина крепления между 20 и 25D югу ^ Ь была определена. Анкоридж длина была измерена с конца расширенного узловые зоны в сторону задней части бара. Бонд напряжения, возникающие только в этом регионе баров, а также любые дополнительные длины бар прошлом данный момент является неэффективным для бара крепления;

4. Оценка связи подчеркивает, измеряемые в ходе испытания показали более высокие значения, чем те, рассчитанного с использованием прочности значения подразумевается в ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005) разработка длина уравнений (уравнения (7)). Этот результат объясняется боковой ограничиваясь подчеркивает, что существующие в регионе узловых выше поддерживает;

5. Существующие прочность моделей, которые учитывают влияние боковых активных удерживающего давление на прочность закрепленных барах дали адекватной оценки измеряемой связи напряжений. Боковые горное давление следует рассматривать только по области бар простирается от задней поверхности узла, к концу расширенной узловой регион как они определены в ACI 318-05 (ACI Комитет 318 2005), а также

6. Хотя число образцов, а также бар размеры испытания в данном исследовании, является ограниченным, похоже, что крепления длина прямой баров над опорами, чтобы просто поддерживает глубокую пучков может быть уменьшена в связи с возникшими боковой удерживающего давление. Большее количество тестовых данных на другие бар и пучка размеры должны быть проведены до предоставления рекомендаций для изменения кода.

Авторы

Аспирантуру по первому автору была оказана поддержка через Брек зданий и сооружений аспирант стипендий в Университете штата Массачусетс Амхерст. Авторы хотели бы выразить свою самую искреннюю благодарность Р. Брек для установления стипендий. В материальная пожертвования, полученные для образца изготовления из стали и Баркер Nucor Steel Коннектикут мы глубоко ценим.

Ссылки

ACI Комитет 318, 1963, Строительный кодекс Требования к железобетона (ACI 318-63), Американский институт бетона, Фармингтон Hills, MI, 144 с.

ACI Комитет 318, 1971, Строительный кодекс Требования к железобетона (ACI 318-71), Американский институт бетона, Фармингтон Hills, MI, 78 с.

ACI Комитет 318, 2005, "Строительный кодекс Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05). Американский институт бетона, Фармингтон Hills, MI, 430 с.

ACI Комитет 408, 2003, "Бонд и развитию прямых арматуры при растяжении (ACI 408R-03)," Американский институт бетона, Фармингтон Hills, MI, 49 с.

ASTM A496/496M, 2002, "Стандартные спецификации для стальной проволоки, деформированные, для армирования бетона," ASTM International, Коншохокен Уэст, штат Пенсильвания, стр. 6.

ASTM A615/615M, 2004, "Стандартные спецификации для деформированных и простой углеродистой стали бары для армирования бетона," ASTM International, Запад Коншохокен, PA, 5 с.

Ferguson, г.; Брин, JE, а Jirsa, JO, 1988, железобетонные основы, пятое издание, John Wiley и Сыновья, Нью-Йорк, 746 с.

Международная федерация де-ла-Pr

Мак-Грегор, JG, и Уайт, Д. К., 2005, железобетона: механика и дизайн, четвертое издание, Prentice Hall, NJ, 1132 с.

Orangun, CO; Jirsa, JO, и Брин, JE, 1977, "Повторная оценка результатов испытаний по длине развития и сращивания", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 74, № 3, март, с. 114-122.

Untrauer, RE, и Генри Р. Л., 1965, "Влияние нормального давления на прочность", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 62, № 5, май, с. 577-585.

Уолкер, PR; Batanyeh, МК, а Риган, PE, 1999, "Измеренное и дизайн Бонд Сильные деформированных бары, в том числе Влияние бокового сжатия," Журнал конкретных исследований, V. 51, № 1, февраль, стр. . 13-26.

Натан C. Рой Инженер по LeMessurier Consultants, Cambridge, MA. Он получил диплом бакалавра и магистра в строительстве из Университета штата Массачусетс Амхерст, Амхерст, штат Массачусетс, в 2004 и 2006, соответственно.

Входящие в состав МСА Серхио F. Bre Он является секретарем комитета ACI 369, сейсмическая ремонту и реконструкции, а также членом Комитета ACI изданий; комитетов МСА 374, основанным на показателях деятельности проектирование сейсмостойких зданий и сооружений бетона, а также 440, армированных полимерных Укрепление и совместных ACI-ASCE Комитет 445 , сдвига и кручения.