Edge-Колонка Слэб соединения под действием силы тяжести и боковой загрузки
Испытания пять крупномасштабных прямоугольной краю колонки плиты соединения сообщили. Два экземпляра были загружены одноосно бокам, еще два образца были двуосно боков загружен, и пятый образец был испытан под действием силы тяжести нагрузки только. Основной целью эксперимента было исследование воздействия колонке прямоугольность, различной величины тяжести нагрузки, а также циклические двухосных боковые нагрузки на связи прочность, жесткость, пластичность, и дрейфа потенциала. Двухосных циклической боковой загрузкой оказалась серьезно уменьшить прочность, жесткость, пластичность, способность и дрейфа плит колонки связи с высоким коэффициентом прямоугольности колонке. Ограничение на вес нагрузки введенных в отношении двуосно боков загружен прямоугольной колонки плиты связи с пропорции 5 предлагается 0.3V ^ с ^ к югу для того, чтобы минимальная 1,5% дрейфа соотношение может быть достигнуто в обоих направлениях. Наконец, в силу прямоугольной краю колонки плиты соединений под действием силы тяжести и двухосных циклической боковой загрузкой, оцениваются в соответствии с процедурой ACI ..
Ключевые слова: двухосных боковой загрузкой; циклического нагружения; дрейфа потенциала; краю связи, удары сдвига; прямоугольной колонки; плиты столбцов соединения.
(ProQuest: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Плоские плиты перекрытия система получила широкое распространение для жилых и офисных зданий из-за экономических и эстетических преимуществ по сравнению с обычными пучка и плиты системы. Плоские плиты перекрытия системы, однако, могут испытывать хрупкого разрушения штамповки на плите колонки связи из-за передачи больших усилий сдвига и несбалансированного моментов между плит и колонн. Такой отказ является нежелательным, как это происходит без предупреждения и может привести к прогрессивным распада большой площади плиты.
Во время землетрясения или сильного ветра, в результате боковой нагрузки могут привести к существенному сдвигу и момент перевода на плите столбцов соединения, особенно на внешних связей, где неуравновешенный момент уже существует из-за несимметричного плиты geometry.1 сожалению, очень мало или нет экспериментальных данных можно ознакомиться на краю соединения подвергаются двухосных боковых нагрузок. Прошлые исследования на краю плиты столбцов соединения были главным образом сосредоточены на связи с квадратными колоннами передачи тяжести загрузки только, или в переводе загрузки тяжести и одноосного боковой загрузкой в перпендикулярном направлении до перекрытия свободного edge.1-5 Кроме того, в экспериментах на slabcolumn связи с участием прямоугольных колонн также очень limited.5-7 Для дальнейшего изучения важных вопросов, связанных с плитой колонке соединений, экспериментальные программы был проведен авторами на прямоугольный краю колонки плиты соединения подвергаются двухосных боковой загрузкой, а также основные выводы изложены в работе .
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В настоящем документе кратко экспериментальной программы, включающей пять прямоугольных краю колонки плиты соединения подвергаются объединить эффекты гравитации и боковых нагрузок. Цель заключалась в изучении поведения плиты колонки связи, принимая во внимание последствия колонке прямоугольность, двухосные боковой загрузкой, а также различных уровней тяжести нагрузки. Их влияние на прочность, жесткость, пластичность, способность и дрейфа плит столбцов соединения были исследованы.
Экспериментальная программа
Серии опытов (см. рис. 1 для испытания установки) проводились на пять прямоугольных краю колонки плиты соединений первого моделирования желаемого уровня тяжести загрузки, а затем их целевой циклических боковых смещений до отказа. В таблице 1 показаны параметры испытания, которые были рассмотрены в экспериментах. Образцов были определены с первой буквой E края соединения, номер 1 с указанием образца с боков загруженной по линии Север-Юг (NS) (сильный колонке направления), номер 2 с указанием образца с боков загружается вместе Восток-Запад (EW) (слабые колонки направлении), или номер 12 с указанием двуосно боков загружен образца. Последнее письмо H является высокая загрузка тяжести (конечная тяжести нагрузки V ^ к югу и ^ равна 0.31Vc), а L представляет низкой загрузки тяжести (конечная тяжести нагрузки Ву равна 0.16Vc); Vc является общей мощностью сдвига без несбалансированной настоящее время рассчитывается в соответствии с МСА 318-05.8
Испытательные образцы
Все образцы были идентичны и по образцу типичного внешнего подключения плоской пластины здания. Прототип здание планируется построить помощью плоской системы плиты перекрытия и был разработан с использованием 150 мм (5,91 дюйма) толщина плиты, 4 х 5 м (13,1 х 16,4 м) охватывают размеры панели, 3 м (9,8 м) история высот, и 1 х 0,2 м (3,3 х 0,66 м) прямоугольные колонны. Служба тяжести нагрузки, состоящей из 1 кПа (21 фунтов/фут2) накладывается мертвым грузом и 2 кПа (42 фунтов/фут2) разработка живой груз был указан для жилых типа заселенности. Во время землетрясения, однако, только 30% от живой груз был признан настоящим, в результате чего равномерно распределенного проектирования нагрузка 1,6 кПа (33 фунтов/фут2). Модель плиты колонки связи была прекращена midpanel и midheight колонны, где момент из-за боковой нагрузки практически равна нулю. Из-за ограничений, имеющихся возможностей крана, плита колонку образцов были построены в масштабе 90% от прототипа структуры. В результате в образцах с 135 мм (5,31 дюйма) толщина плиты, 2,9 х 4 м (9,5 х 13,1 м) плиты размеры, 2,7 м (8,9 м) высота колонны, и 0,9 х 0,18 м (2,95 х 0,59 м) размера колонки ..
Средний конкретные цилиндра силы использовали в данном эксперименте было 34 МПа (4900 фунтов на квадратный дюйм) с 20 мм (0,79 дюйма) номинального совокупного размера. модуль Юнга бетона, Ес, была 26 ГПа (3770 KSI). Плита была усилена с верхней и нижней изгиб арматуры, как показано на рис. 2. Деформированных стальных стержней, или T-бар, с 90-градусной крючками на обоих концах были использованы в качестве подкрепления. T10 или 10 мм (0,39 дюйма) диаметр деформированных баров были использованы в качестве нижней подкрепление в то время как Т13 или 13 мм (0,51 дюйма) диаметр деформированных баров были использованы в качестве верхней арматуры. Напряжение испытания подкрепления указал средняя урожайность напряжения 520 и 530 МПа (75400 и 76900 фунтов на квадратный дюйм), модули Юнга 177 и 185 ГПа (25700 и 26800 KSI) для T10 и Т13 баров, соответственно. Номинальной бетона 15 мм (0,59 дюйма) был определен и, следовательно, средняя эффективная глубина плита была 107 мм (4,21 дюйма).
Верхней плиты укрепления были сконцентрированы в колонке полосы шириной с2 3h с армирования 1,1% с каждой стороны. С2 3h ширину, где с2 ширину столбца поперечном направлении боковой загрузкой и ч, общая высота пластинки, была использована в соответствии с МСА 318-058 предотвратить разрушение при изгибе в связи с переходом несбалансированного моментов изгиба напряжений. Бар механизмы таким образом, что лучших баров в направлении NS (сильный колонке направлении) были помещены в верхний слой. Нижней подкрепление единый коэффициент усиления 0,33%. По меньшей мере два непрерывных баров дно, проходящей через колонки были предоставлены для предотвращения полного краха образца при возникновении перфорации разрушение при сдвиге. Колонна была усилена процента армирования на 2,5%, а также пост-натянутой на два 40 мм (1,57 дюйма) posttensioning баров модель нагрузки столбец из верхних этажей.
Испытательная установка
Основные компоненты тестовой системе (рис. 1) опорной колонны, вертикальные связи по краю плиты края, torsionrestraining кадра, а горизонтальные Н. и Е. гнезда крепится на верхней части колонны. Рокер-колонного типа поддержку с использованием шарикоподшипников и розетка была представлена в нижней части колонны. Столбце нижней была проведена на своем месте при помощи стальных оружия прикреплены два перпендикулярных сторон колонны. Pin-тип соединения были использованы на каждом конце стали оружия, что позволяет свободный конец вращений, но ограничение горизонтальных перевода в любом направлении.
Восемь вертикальных связей края стали были предоставлены по краям образца. Штыревые соединения на каждом конце позволит ротации, а также горизонтальных перевода без каких-либо вертикальное смещение. Это граничное условие был разработан, чтобы циклической боковой загрузки приложений для опытных образцов. Кручения запретительных рама была прикреплена к плите, чтобы предотвратить любые вращения твердого тела образца, когда боковые нагрузки были применены. Хотя ограничения в плоскости вращения образца, рамка будет по-прежнему позволяют свободной горизонтальной перевода в двух горизонтальных направлениях. Идея кадра без кручения запретительных следует, что Пан и Moehle.9, 10, наконец, многочисленные измерительные приборы были установлены на каждом образце. До литья бетона, 64 тензодатчиков были прикреплены на плите подкреплений получить штамм профили вдоль подкрепления.
Погрузки
Тяжести нагрузки
Осевая нагрузка на колонну тиражирование постоянной нагрузке службы в размере 15% от осевой столбце возможностей или 365 кН (82,1 KIPS) был первым, представленная двумя 40 мм (1,57 дюйма) диаметр баров posttensioning через середину колонны. В общей сложности 48 блоков стали также были помещены на плите в дополнение к плите собственный вес, чтобы обеспечить, чтобы распределение поперечных сил и моментов у соединения будет внимательно схожи с прототипом здания. Гравитация загрузки Затем была применена на основе вертикального гидравлического домкрата, расположенную в нижней части столбца. В ходе тестирования, действующих в вертикальной гнездо поддерживалась постоянной для достижения указанной тяжести нагрузки V ^ и ^ к югу до разрушения образца.
Одноосной и двухосной циклических перемещений
Циклические боковой загрузкой была применена к смещению режима управления обеспечивается двумя горизонтальными гнезда придает верхней колонки, в результате чего момент передачи применяются либо одноосно или двуосно. Целевой дрейфует на рис. 3 (а) находились под наблюдением и одноосной и двухосной образцов. Для каждого дрейфа амплитуды, два полных циклов были выполнены. После 1,5% коэффициент дрейфа цели, разгрузки 1 коэффициент дрейфа% за один цикл будет выполняться после каждой последующей отношение дрейфа цель была достигнута.
Пути нагружения на рис. 3 (б) последовали за образцах при двухосном нагружении. Последовательное двухосном нагружении участие применяется перемещение в одном направлении, которая ведется в то время как равные перемещения была применена в ортогональном направлении (рис. 3 (б)). Весь путь нагрузки на один цикл конкретной целевой уровень дрейфа состоял из 14 этапов загрузки, предназначенных для моделирования возможных загрузки history.10
Гистерезисных реакция двуосно загружены образцы
Двухосные испытания привели к двум гистерезисных кривых в двух перпендикулярных направлениях боковых, которые взаимозависимы, включая 14 этапах загрузки. Рисунке 4 (а) показывает типичные кривые нагрузка-смещение в сторону Н., где первоначальный несбалансированного момента силы тяжести загрузки существует, а на рис. 4 (б) приведены типичные кривые в направлении EW, где первоначальный несбалансированного момента практически равна нулю. Цифрами на рис. 4 (а) и (б) соответствуют этапах загрузки на рис. 3 (б). В общем, это может наблюдаться как в рис. 4 (а) и (б), что, хотя смещение ведется в одном направлении, бокового сопротивления в этом направлении падает из-за перемещения применяются в ортогональном направлении. Это означает, что двухосном нагружении уменьшает боковой силы связи, возможно, в более трещин произошло из-за двухосных действий.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: гистерезисных ОТВЕТ
Цифры с 5 по 8 показать гистерезисных кривых несбалансированным моментов по сравнению с дрейфом соотношение для всех образцов теста. Несбалансированного момента предусмотренных дрейфа была получена путем умножения применяются боковые нагрузки на эффективную высоту столбца плюс любые несбалансированные момент из-за несимметричного плиты геометрии. Дрейфа Норматив рассчитан как отношение введенных боковым смещением на колонну сверху эффективная высота колонны. Таблица 2 подытожил пиковых значений несбалансированным моменты во всех образцов и соответствующие им соотношения дрейфа.
E1H образца (при одноосном боковой загрузкой в колонке сильнее руководством и при высоких сдвиговых тяжести) не в хрупких сдвига пробивая только три после конечной циклов нагрузки достигается (рис. 5), в то время как последний цикл нагрузки (с 3,9% максимальной дрейфовой соотношение) вызвало резкое падение потенциала момент передачи на сумму чуть выше первоначального несбалансированного момента. E2H образца (при одноосном боковой загрузкой в слабых колонке руководством и при высоких сдвиговых тяжести), также не в пробивая сдвига после пика передачи момента 101,5 кН-м (74,85 м-KIPS) на 4,3% дрейфа отношение (рис. 6), и указал на резкое уменьшение нагрузки около 25% своей мощности в последующие загрузки. Хотя образцов E2H (загруженные в слабые колонки направлении) показали хорошую пластичность, способность его неуравновешенный момент 101,5 кН-м (74,85 м-KIPS), как показано на рис. 6, ниже, чем несбалансированный потенциала момент образца E1H (загруженные в сильном направлении столбец) примерно на одну треть.
Гистерезисных ответов E12L образца (в соответствии с боковой загрузкой двухосных и с низким сдвига тяжести), представлены на рис. 7. Перфорация неспособность повлиять на поведение связи в обоих направлениях, и это произошло примерно в 1,9 коэффициент дрейфа%. После пика несбалансированного момента 104,3 кН-м (76,92 м-KIPS) был достигнут в сильном направлении колонке (NS) на снос отношение 1,9%, нагрузка не может возрасти дальше в последующем применении 2,5% коэффициент дрейфа , и даже упал в последующие пути нагружения, указывая, что соединение не удалось из-за перфорации. Из трещины моделей, было видно, что критическое направление для штамповки неудача вдоль сильного направлении колонны.
Аналогичные характеристики гистерезисных ответ также были найдены образцы E12H (при двухосном боковой загрузкой и с высоким сдвига тяжести), показанной на рис. 8. Перфорация неудачи с образцами E12H также регулируется силы в сильном направлении колонны. Перфорация соединения произошло после 2,1% дрейфа соотношение было достигнуто в обоих направлениях загрузки. Резкое падение общей гистерезисные петли на рис. 8 () сразу после пробивки связи указал на быструю потерю жесткости соединения. Это явление быстрая потеря жесткости позволяет предположить, что высокий уровень сдвига тяжести, которое было применено с образцами E12H вызвало более хрупкой поведение пробивая по сравнению с образцами E12L.
Цифры 7 (а) и 8 (а) показать, что для двуосно загружен прямоугольной колонки плиты связи более хрупкого поведения был обнаружен в сильном направлении колонны. Кроме того, более высокой пиковой несбалансированным стоимость минуты всегда был получить за сильного направлении колонны. Это наблюдение согласуется с поведением нашли в одноосном образцов обсуждалось ранее, в которых более хрупкого поведения штамповки с более несбалансированным возможности передачи момента наблюдалась также в сильном направлении колонны.
Крекинг картины
9 показан типичный сбой сдвига штамповка связи образцов с типичными радиальных и кольцевых трещин на поверхности верхней плиты. В первоначальной заявке тяжести нагрузки, никаких видимых трещин наблюдалось до нагрузки эквивалентно установленной минимальной сдвига тяжести (0.16Vc). Дополнительные нагрузки тяжести применяется для образцов под действием высоких сдвиговых тяжести, однако, привело к образованию некоторых изгиб трещин на поверхности верхней плиты, особенно вокруг короткой стороне колонки прямоугольные колонны. При применении перемещения циклов, дополнительных трещин и распространяются в сторону плиты края, нагрузка возросла. Крутильных трещины начали появляться из передних углов колонны распространяется на плиты свободный край, в то время как существующие изгиб трещины будут расширяться и распространяться также. В конечном счете, пробивая сдвиг произошел сбой, когда приложенное напряжение сдвига превысил срез пластинки (рис. 9 (а)). Провал был также характеризуется значительным снижением несущей способности пластинки приведшая к резкому пробивая соединения.
Угол наклонной трещины составляет примерно 30 градусов к горизонтали (рис. 9 (б)) ..
Соединение силы
Измерений деформаций на рис. 10 и 11 показывают, что только те, барах, расположенных рядом с короткой стороне прямоугольной колонки, скорее всего урожая. На рисунке 10 показано, что бары 4 до 7 дали во всех образцах, за исключением E2H. Для арматуры параллельно краю плиты (рис. 11), Бары 3 и 4, которые были расположены возле колонки короткой стороны, также принесли, за исключением E1H и E2H. Это свидетельствует о том, что высокие напряжения сдвига были сосредоточены вокруг короткой стороне прямоугольной колонки, и это давление уменьшается по мере его отошли от короткой стороне колонки. Таким образом, пробивая сдвига имеет решающее значение в прямоугольной колонки плиты соединения передачи боковой нагрузки по сильной направлении колонны.
С момента несбалансированности дрейфа конверты на рис. 12 (а) для одноосных образцов и рис. 12 (б) для двухосных образцов, можно также заметить, что несбалансированные возможности передачи момента относительно оси сильной колонке (NS) значительно выше, чем его способности по поводу слабой оси колонки (EW). Это усовершенствование сказывается на способности момента передачи из-за колонке прямоугольность было зарегистрировано приблизительно 44% для одноосных образцов (рис.12 (а)), и 56% для двухосных образцов (рис. 12 (б)).
Последствия двухосной нагрузки в снижении прочности связи показаны на рис. 13. Рисунок 13 показывает, что эффект двухосных нагрузка приводит к снижению потенциала несбалансированного момента передачи на 36% в сильном направлении колонке (NS), в то время как сокращение расходов на 40% наблюдался в слабом направлении колонке (EW). Таким образом, два вышеупомянутых наблюдения показывают, что двухосной нагрузки значительно снижает прочность соединения прямоугольных столбцов плиты соединения в обоих направлениях.
Действием силы тяжести сдвига можно наблюдать на рис. 14. Она также может быть видно из рис. 14, что, хотя гравитационные ножницы с образцами E12H вдвое того, что в образцах E12L, сокращение несбалансированным момент передачи 1,5 коэффициент дрейфа% только 17% относительно слабые колонки оси и 6% относительно сильнее оси колонки. Таким образом, результаты показали, что среди прочих факторов, рассматриваемых в данном эксперименте, влияние высоких сдвиговых тяжести на прямоугольных соединений, имеющих отношение колонке аспект 5 была относительно низкой в сокращении связи прочность.
Подключение жесткости
Гистерезиса Конверты на рис. 15 показывают, что соединения проходят неупругих боковых деформаций, их жесткости страдает больше повреждений в результате взлома. Определение пик-пик жесткости параметра S, как показано на рис. 16, adopted.1, 3,4,9 Для каждой целевой показатель дрейфа в стадии циклического нагружения жесткости параметра S нанесен. Уровень жесткости ухудшения для всех образцов приведены на рис. 17. После обсуждения принимается на основании жесткости параметром при соотношении 1,5 дрейфа%.
Рисунок 17 показывает, что для прямоугольной колонки плиты соединения, жесткости в слабом направлении колонке, как ожидается, будут ниже, чем жесткостей в сильном направлении колонны. Для одноосных образцов было установлено, что жесткость в слабом направлении колонке (E2H) составляет всего 0,55 раза, что в колонке сильнее направлении (E1H). Для двухосных образцов, жесткость в направлении слабые колонки (EW направлении) также ниже, примерно на 0,8 раза, что в сильном направлении колонку образцов E12L и 0,6 раза для образцов E12H. Таким образом, результаты показали, что высокие пропорции столбца приведет к снижению доступных жесткость соединения, необходимые для боковой загрузки сопротивления в слабом направлении столбец, как колонна будет проявлять гибкость в этом направлении.
Уменьшение жесткости в связи с двухосной и эффект тяжести нагрузки также может быть видно из рис. 17. Связи жесткости двухосных образцов в обоих сильные и слабые колонки направлении, E12H (NS) и E12H (EW), примерно 0,8 раза и 0,65 раза меньше, чем жесткость одноосного Образцы E1H и E2H, соответственно. Рисунок 17 показывает также, что жесткость повышенной гравитации сдвига образца (E12H) ниже, чем в низкой гравитации сдвига образца (E12L) по 0,86 раза в сильном направлении столбца и 0,67 раза в слабом направлении колонны. Эти результаты подтвердили, что для связи с высоким соотношением сторон колонки, применение двухосного нагружения и высокой нагрузки гравитации будет и далее ухудшаться боковой жесткости slabcolumn связи, особенно в слабые колонки направлении.
Подключение пластичности
Пластичность Определение, 1,3,4,9 на рис. 18, принимается в данном документе, чтобы определить отношение выходов дрейфа DR ^ у ^ к югу и результаты сведены в колонке (2) в таблице 3. Дрифт отношение в связи с тем можно рассматривать как показатель дрейфа, соответствующей максимуму DR . Оба определения, используемые в настоящем документе, и соответствующие DR ^ югу Перемещения пластичности (6) в таблице 3.
Для прямоугольной колонки плиты связи низким коэффициентом вязкости или хрупкие режимы неудачи можно ожидать в столбце сильнее направления (оси). Пластичности соотношения, приведенные в колонках (5) и (6) таблицы 3 показывают, что соотношение пластичность в сильном направлении столбец всегда ниже, чем в слабых направлении колонке (оси х). Таким образом, можно предположить, что колонна прямоугольность является важным фактором в борьбе связи пластичности. Было также отмечено, в колонках (5) и (6) таблицы 3 видно, что соединение (см. E12L и E12H) будет достичь меньших пластичности отношение, если оно имеет более высокие тяжести сдвига в месте соединения. Ограничение на количество тяжести нагрузки, однако, не может быть эффективным для прямоугольных соединения, так как высокие пропорции колонна еще ниже пластичности в связи сильным колонке направлении, в результате чего хрупкого режима отказа, чтобы в данном направлении.
Подключение потенциала дрейфа
Рис 12 (а) показывает, что для прямоугольной колонки плиты связи высокой емкости связи дрейф был найден в слабые колонки направлении (EW). Напротив, высшие силы связи с точки зрения возможности передачи несбалансированного момента был найден в колонке сильнее направлении (NS). За тот же уровень момент передачи, коэффициент дрейфа в слабых колонке направлении была выше, чем в сильном направлении колонке на сумму 150% в одноосно загружен образцов (рис. 12 (а)), и 190% в двуосно загруженных образцов (рис. 12 (б)). Это, как ожидается, потому что слабые колонки направлении меньшей жесткости. С меньшей жесткости, коэффициент дрейфа на том же уровне в момент передачи будет больше.
В общей сложности 27 данные по краю соединения передачи циклических несбалансированного момента были собраны из литературы ,1,3-5 и в результате отношения пик дрейфа были построены в отношении серьезности отношения сдвига (рис. 19). Плита деталей, в том числе отказ нагрузки, приведены в таблице 4. Для всех плит испытаний, включенных в исследование, Наружные колонны были вровень с краем плиты. Все образцы были колонны увеличен с выше и ниже плиты. Образцы включали как изолированные connections1, 5 многоколоночные specimens.3, 4 только те соединения без ригель и без любых типов поперечной арматуры, были рассмотрены в данном исследовании. Образцы испытаны авторами, и один из образцов, испытанных на Хокинс и др. al.5 включены прямоугольных колонн. Кроме того, ни одна из этих связей были подвергнуты двухосных несбалансированного момента, за исключением испытания авторами, то есть образцы E12L и E12H.
Снизу ограничение на вес нагрузки для обеспечения минимального соотношения дрейфа 1,5% оказалась 0.3Vc для удовлетворения двухосных боковых нагрузках, а также колонна с прямоугольность пропорции 5 (рис. 19). Этот предел несколько ниже, чем Совместное ACI-ASCE Комитета 35211 рекомендации 0.4Vc. Из рис. 19, можно видеть, что двухосных боковых груз, установленный на прямоугольной колонки плиты соединений значительно снижает способность соединения дрейфа. Пик соотношения дрейфа (на пике несбалансированным моменты) образцов, двухосной нагрузки (образец E12H) являются лишь 0,5 раза и 0,37 раза отношение пик дрейф образцов при одноосном погрузки (образцы E1H и E2H, соответственно). Это указывает на то, что эффект двухосной нагрузки на дрейф соотношение является более серьезным по сравнению с одноосной нагрузки для соединения с высокой степенью прямоугольности колонке.
ПРОЧНОСТЬ соединения с помощью ACI 318-05
Эксцентричная модель напряжение сдвига определяется ACI 318-05 на прочность конструкция плит колонки connections.8 модель предполагает, что сдвиг напряжений, под действием силы тяжести нагрузки и момент передачи изменяется линейно относительно центра тяжести критического сечения соединения. Критическая секция определяется на расстоянии D / 2 от лица колонны. Максимальное напряжение сдвига, v
... (1)
где V ^ к югу и ^ и М ^ ^ к югу у являются поперечной силы и несбалансированного момента, действующего в центре тяжести критической секции; индексы х и у представляют собой два перпендикулярных направлениях, о которых несбалансированного момента передается б ^ о ^ к югу является периметру критического сечения, г является эффективная глубина плиты; в это расстояние от центральной оси из критической секции до определенной точки, напряжение сдвига и J аналогично полярный момент инерции критической периметру сдвига. Доля несбалансированного момента передается сдвига, у ^ V ^ к югу, дается
... (2)
где Ь ^ 1 ^ к югу и к югу Ь 2 ^ являются соответствующие ширины сдвига критической секции в виде закрытого прямоугольника с Ь 1 ^ к югу и к югу Ь 2 ^ измеряется параллельно и перпендикулярно направлению службы, для которых момент определяется. По данным ACI 318-05, рассчитанных напряжений сдвига не должна превышать наименьшая из следующих выражений
... (3)
... (4)
... (5)
где сдвига по периметру, принятых на расстоянии 0.5d от колонны лицо и прямые углы для квадратных колонн и закругленными углами для круглых колонн.
Таблица 5 показывает, предсказал сдвиговой прочности связей края передачи циклических несбалансированным моменты в соответствии с МСА Строительный кодекс. Значения М ^ к югу SX ^ и M ^ ^ к югу си в колонках (4) и (5), неспособность моменты, действующие в центре тяжести плиты критический раздел о х и у оси, соответственно, и рассчитывается как M ^ к югу и ^ - V ^ к югу и ^ г, где г-расстояние между центроиды плиты критического раздела и колонки сечения. Значения М ^ к югу FX ^ и M ^ ^ ф к югу в колонках (6) и (7) соответствует изгиб плит сильные укрепления в течение установленного ширина передачи с ^ ^ 2 подпункта 3h. Соотношение сил для каждого испытания образцов является самым высоким из трех коэффициентов, а именно, к югу V ^ и ^ / V ^ с ^ к югу, к югу ^ M ^ суб си ^ / M ^ ^ ф к югу, и в виде таблицы в колонке (11) Таблицы 5.
Анализ данных, собранная с помощью ACI 318-05 процедуры показывает, что расчетная прочность для образцов, испытанных на Megally и Гали, 1 Робертсон и Дуррани, 3 и Хокинс и др. al.5 регулируются путем ограничения напряжения сдвига на плите критическую секцию, либо V ^ к югу и ^ / V ^ с ^ к югу, а те образцы протестированы Дуррани и др. al.4 регулируются изгиб податливость плиты усиление или . Перфорация разрушение при сдвиге сообщили для образцов проверены Megally и Гали, 1 Робертсон и Дуррани, 3 и Хокинс и др.., 5 а те образцы протестированы Дуррани и др. al.4 не удалось по изгибу. Таким образом, ACI эксцентричной модели сдвига точно предсказывает провал поведение краю связи с циклической передачи момента. Его предсказания нагрузки, однако, довольно консервативный, и дальнейшее улучшение в его точности следует обеспечить эффективный дизайн для плиты столбцов соединения.
РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ
Пять прямоугольных краю колонки плиты subassemblages образцу типичного здания на плоской пластине были протестированы при комбинированном тяжести и циклических боковых нагрузок. Последствия колонке прямоугольность, тяжесть нагрузки, а двухосных боковой загрузкой были проанализированы. Основные выводы экспериментального исследования заключаются в следующем:
1. 0.4Vc ограничение на вес нагрузки рекомендовал Объединенной ACI-ASCE Комитета 352 для плиты столбцов соединения для достижения дрейфа мощностью не менее 1,5%, должна быть сведена к югу 0.3V ^ с ^ для двуосно загружен прямоугольной колонки плиты связи с пропорции 5;
2. Колонка прямоугольность значительно улучшает способность плит колонки связи для передачи более неуравновешенных момент относительно оси сильной колонке;
3. Для прямоугольной колонки плиты связи низким коэффициентом вязкости или хрупкие режимы неудачи можно ожидать в сильном направлении столбец из-за более высоких напряжений сдвига, которые развиваются вдоль колонны короткой стороне;
4. Для прямоугольной колонки плиты соединений, жесткость в направлении слабые колонки как ожидается, будет ниже, чем жесткость в сильном направлении столбца, и применение высоких сдвиговых тяжести приведет к дальнейшему сокращению связи жесткости, особенно в слабые колонки направлении;
5. Двухосных циклической боковой загрузкой оказалась серьезно уменьшить прочность, жесткость, пластичность, способность и дрейфа плит колонки связи с высоким коэффициентом прямоугольности столбца, а
6. Высшее тяжести сдвига уменьшает связи прочность, жесткость, пластичность, и дрейфа потенциала. Относительно низкие сокращений, однако, не наблюдалось даже если сумма тяжести сдвига был удвоен для прямоугольных столбцов плиты связи с пропорции 5.
Авторы
Гранты от Строительство и из администрации Сингапура и Nanyang Technological University выражается искренняя признательность.
Нотация
б ^ о ^ к югу = длина критического среза
с ^ ^ 1 к югу, с ^ 2 югу = столбец размеры
DR ^ к югу и ^ = дрейфа соотношение с максимальной боковой нагрузки
DR ^ югу
DR ^ югу у = дрейфа отношение в первую выход плиты армирование
г ^ к югу пр. = средняя эффективная глубина плит
f'c = заданная сжатие цилиндра прочность бетона
F ^ югу у ^ = предел текучести плит изгиб укрепление
Н = толщина плиты
J ^ югу х ^, J ^ югу у = свойства критической секции аналогичный полярный момент инерции
M ^ югу F = прочность плиты изгиб рассчитан в течение 3h с ширины сляба
M ^ югу ы = конечной несбалансированного момента, действующего в центре тяжести сдвига критической секции
M ^ к югу и ^ = конечной несбалансированного момента, действующего в центре тяжести сечения колонки
S = пик-пик жесткости параметра
V ^ к югу и ^ = конечной силы сдвига, действующих на центр тяжести колонны
V ^ к югу и ^ / V ^ к югу с = тяжести сдвиг соотношения
V ^ к югу с = рассчитаны напряжения сдвига определяется ACI 318-05
V ^ к югу и ^ = измеренный предел прочности на сдвиг в соответствии с МСА 318-05
Ссылки
1. Megally, S., и Гали, А., "? Сейсмических поведение пограничного Колонка-Слэб Связи с Стад поперечной арматуры", ACI Структурные Journal, В. 97, № 1, январь-февраль 2000, с. 53-60.
2. Megally, S., и Гали, А., "? Штамповка из бетонных плит из колонки Момент передачи" Журнал зданий и сооружений, В. 126, № 2, 2000, с. 180-189.
3. Робертсон, IN, и Дуррани, AJ,? "Влияние тяжести нагрузки по сейсмическим Поведение внутренних дел Слэб-Column соединения", ACI Структурные Journal, В. 89, № 1, январь-февраль 1992, с. 37-45.
4. Дуррани, А.; Du, Ю. и Ло, YH,? "Сейсмостойкости Nonductile соединения плит-Column в существующей плоской плиты здания", ACI Структурные Journal, В. 92, № 4 июля-август 1995, с. 479-487.
5. Хокинс Н.М., Wong, CF, и Ян, CH, "? Соединения плит-Edge Колонка Перевод высокой интенсивности Задние Моменты Нормальный на край плиты," Структуры и механики Доклад № SM78-1, Департамент строительства, Университет Вашингтон, Сиэтл, штат Вашингтон, май 1978.
6. Дэн, S.; Чонг, HK; Гуана, KL, и Гэн, JZ ", штамповка Shear прочность плиты с отверстиями и поддерживается на прямоугольных колонн", ACI Структурные Journal, В. 101, № 5, сентябрь-октябрь 2003, с. 678-687.
7. Tan Ю., и Дэн, S.,? "Интерьер-плит прямоугольной колонки соединения при двухосном Боковая загрузка", штамповка Shear в железобетонных плит, SP-232, М. Поляк, под ред. Американский институт бетона, Фармингтон Hills, MI , 2005, с. 147-174.
8. ACI Комитет 318,? "Строительный кодекс Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05),?" Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2005, 430 с.
9. Пан, А. Д., а также Мол, ДП, "? Боковые пластичность перемещения железобетонных плоских пластин", ACI Структурные Journal, В. 86, № 3, май-июнь 1989, с. 250-258.
10. Пан, А. Д., а также Мол, ДП,? "Экспериментальное исследование Слэб-Column Подключения" ACI Структурные Journal, В. 89, № 6, ноябрь-декабрь 1992, с. 626-638.
11. Совместное ACI-ASCE Комитет 352,? "Рекомендации по Дизайн Слэб-Column соединений в монолитных железобетонных конструкций (ACI 352.1R-89) (переодобрена 1997)," Американский институт бетона, Фармингтон Hills, MI, 22 с.
Эдуард Anggadjaja, старший инженер-исследователь с Строительство и органом, Сингапур. Он получил докторскую степень в гражданской и экологической инженерии Nanyang Technological University, Сингапур.
Входящие в состав МСА Сусанто Дэн является адъюнкт-профессор в Департаменте гражданской и экологической инженерии, Nanyang технологический университет. Его исследовательские интересы включают поведение плиты колонки и колонки пучка связей в сейсмических нагрузок, изгиб поведение нерегулярных плит, сдвиг в пучках, а также конечных элементов моделирования.