Квартира пластин в сейсмических районах: Сравнение Shear Укрепление системы, Карл Эрик Бромсом / Обсуждение Амин Гали

(ProQuest: ... означает формулы опускается.)

Два испытательных образцов, 17c и 17D, с поперечной арматуры состоит из стремени клетки в сочетании с изогнутыми вверх-баров по сравнению с двумя экземплярами, 18c и 18d при главе стад усиление сдвига. Автор утверждает, что сочетание стремена и изогнутых составных стержней является более эффективным в предотвращении пробивая сбой в сильных землетрясений. Ниже будет показано, что сбоев в четыре плиты был изгиб и пластичности наблюдается было связано с развитием выхода картины линии Йохансена. Пластичности не могут быть отнесены к поперечной арматуры, поскольку не приносят любой поперечной арматуры, был записан в четыре испытания.

Номинальная прочность на изгиб

Верхняя граница несбалансированным момент M ^ е ^ к югу, в неспособности изгиба при наличии поперечной силы V ^ к югу и ^ (355 кН [80 KIPS]) может быть вычислена по

M ^ югу F = 8C (т т ') - (CV ^ к югу и ^ / 2) (17)

где с сторона квадрата колонке (0,30 м [11,8 дюйма]), а т и т 'изгибающий момент сильных на единицу ширины сляба на податливость в верхней и нижней изгиб арматуры, соответственно. Уравнение (17), 13 на основе предполагается разрушения образца (рис.), дает верхняя оценка M ^ е ^ к югу. Истинную картину разрушения с тестовой системе экспериментов не обязательно один на рис. А. разрушения модель, которая дает максимальный M ^ югу Д (истинное значение), не нашли здесь, поскольку уравнения. (17) является достаточным для обсуждения на последующих. Как будет показано в следующем, что значения M ^ е ^ к югу, определяется формулой. (17) (перечислены в таблице), меньше, чем стоимость несбалансированного момента M ^ ^ к югу штамповки, которая будет производить неспособность пробивая сдвига.

Номинальная прочность на сдвиг перфорации

Несбалансированного момента, которые могут производить штамповки разрушение при сдвиге, в присутствии V ^ ^ и к югу = 355 кН (79,8 KIPS), дается решение для M югу ^ ^ пробивая в формуле. (18) или (19), который рассматривает сдвига критической секции на д / 2 из колонки или лицо, что на д / 2 от внешних периферической линии поперечной арматуры, соответственно (ACI 318-0814)

N и мм зданий:

... (18)

б и дюйма зданий:

...

N и мм зданий:

... (19)

б и дюйма зданий:

...

где индексы в и из сослаться на внутренний и внешний сдвига критической секции, соответственно, [прямой фи] = 1, поскольку измеренные значения свойств материала использованы здесь, х-координата точки максимального напряжения сдвига; Ь к югу O ^ периметр сдвига критической секции; J ^ с ^ к югу [приближенных] D умножается на второй момент по периметру около центроидальный главной оси сдвига критической секции; V ^ ^ к югу есть площадь сдвига подкрепления периферической линии, параллельной колонке лицо; е ^ ^ у, к югу является пределом текучести поперечной арматуры, S является расстояние между периферийными линии поперечной арматуры и сдвига. Образцы 18c 18d и есть: F '^ к югу с = 34,6 МПа (5020 фунтов на квадратный дюйм); ^ V югу = 1230 мм ^ 2 ^ SUP (1,91 дюйма SUP ^ 2 ^), е ^ у, к югу = 500 МПа (72,5 КСИ), S = 75 мм (2,95 дюйма); D = 149 мм (5,87 дюйма), б ^ к югу о-в = 1796 мм (70,71 дюйма); = 225 мм (8,86 дюйма); J ^ к югу с в = 8,99 из = 5,780 м (228 дюймов), х ^ выход сабвуфера = 960 мм (38 дюйма); J ^ к югу с отказа = 331 . ^ ^ SUP 4) (M ^ югу штамповки ^) ^ к югу в = +472 кН-м (4180 публичный характера). и (M ^ югу штамповки ^) ^ ^ выход сабвуфера = 490 кН-м (4340 кип в.).

Оба они являются значительно выше верхней границы значений M ^ е ^ к югу, тем самым, разрушение при изгибе может быть предсказано до начала испытания. Кроме того, это означает, что не было спроса на полную текучести е ^ ^ у, к югу от поперечной арматуры в 18c и 18d ..

Необходимость поперечной арматуры

На сдвига критической секции на д / 2 из колонки периферии, максимальное напряжение сдвига допускается МСА 318-0814 для плит без сдвига арматуры [квадратный корень из F] '^ с ^ к югу / 3 МПа ([квадратных корень] е '^ ^ к югу с 4 фунтов на квадратный дюйм). Максимальная несбалансированным моменты, достигнутым в образцы 18c и 18d являются 208 и 156 кН-м (1840 и 1380 кип в.), Соответственно, в сочетании с V ^ к югу и ^ = 355 кН (79,8 KIPS) и максимальных касательных напряжений на сдвига критической секции на д / 2 из столбцов: 3,40 и 2,89 МПа (493 и 419 фунтов на квадратный дюйм), оба значения выше, чем допустимое напряжение, о том, что произошло необходимость поперечной арматуры для предотвращения возникновения перфорации сдвига отказ до наблюдаемого разрушение при изгибе. Замена V ^ ^ и к югу = 355 кН (79,8 KIPS), M ^ югу F = 208 или 156 кН-м (1840 и 1380 кип в.), А также к югу V ^ с ^ = V ^ югу ы необходимость ^ в формуле. (18) и решение V ^ югу ы необходимость ^ дает: к югу V ^ S необходимость = 1,93 и 1,41 МПа (280 и 204 фунтов на квадратный дюйм) для образцов, 18c и 18d, соответственно, к югу, где V ^ S ^ является необходимость подчеркивать вклад поперечной арматуры необходимы испытания образцов 18c и 18d.

Соответствующих напряжений в поперечной арматуры являются: 212 и 155 МПа (30,7 и 22,5 KSI). Эти значения намного меньше, чем номинальный предел текучести во главе поперечной арматуры, использованные в ходе испытаний (500 МПа [72,5 KSI]). Поскольку количество поперечной арматуры выше образцами 17c и 17D, по сравнению с образцами 18c и 18d, различия между необходимый вклад и текучести еще выше. Четырех испытанных образцов могут быть использованы в качестве доказательства того, что поперечной арматуры (во главе шипов или в сочетании стремена и изогнутых составных стержней), которые используются в ходе испытаний, может обеспечить увеличение прочности на сдвиг равен у ^ к югу ы необходимость ^ , но не могут быть использованы в качестве доказательства того, что е ^ ^ у, к югу могут быть разработаны ..

Сравнение количества поперечной арматуры

Изогнутых составных стержней должны быть учтены при сравнении количества поперечной арматуры в опытных образцах. Рассмотрим произведение (е ^ ^ у, к югу ^ ^ vtotal к югу) в четырех образцах; где V ^ ^ Итого является площадь поперечного сечения всех стремя ноги или все во главе шпильки плюс площадь поперечного сечения из изогнутых составных стержней разделены sin30 ° равен объему поперечной арматуры на единицу длины ее высоты. Образцы 17c имеет 394 стремя ноги, диаметром 7 мм (0,28 дюйма) и / ^ у, к югу = 600 МПа (87,0 КСИ), в сочетании с 16 до бент-бары, диаметром 16 мм (0,63 дюйма) и е ^ у, к югу = 563 МПа (81,6 KSI), давая е ^ ^ у, к югу ^ V Итого = 12,7 MN (2860 KIPS); образцов 18c имеет 72 шпилек, диаметр 14 мм (0,55 дюйма) и е ^ у, к югу = 500 МПа (72,5 KSI), давая е ^ ^ у, к югу ^ V Итого = 5,5 MN (1240 KIPS); соотношение (е ^ ^ у, к югу ^ V подитог ^) в два образца равна 2,3. Аналогичное сравнение для образцов с образцами 17D 18d дает равное 1,4. ACI 318-0814 не дает уравнения, соответствующего уравнению.

(18), которые могут применяться для образцов и 17c 17D, потому что поперечной арматуры, не расположены в периферийных линий (каждая из которых имеет тот же пр.). Автор отличается discusser значений Avtotal (см. заголовок на рис. 4), а также может различаться значений / ^ ^ у, к югу или номинальных несбалансированного момента (Mpunching) в, но вышеупомянутые расчеты наглядно показывают, что номинального значения (Mpunching), или, как иные разумные оценки образцов 17c и 17D, выше, чем для образцов, 18c и 18d и все они значительно выше M ^ ^ е югу ..

Сдвига армированных зоны образцами 17c 17D и простирается от колонны на большее расстояние, чем образцами 18c 18d и. Уравнение (18) дает номинального значения: (M ^ ^ к югу штамповка) ^ выход сабвуфера = 787 и 601 кН-м (6960 и 5320 кип в.) Для образцов, 17c и 17D по сравнению с 490 кН-м (4340 кип в.) для образцов, 18c и 18d. Все значения Mpunching существенно выше, чем верхняя граница значений M ^ ^ е югу (табл.). Таким образом, можно прогнозировать, что до начала испытания несбалансированным момент, который вызывает сбой регулируется быть предел прочности при изгибе, не в силах пробивая сдвига. Результаты испытаний подтверждают прогноз.

Сравнение максимальной несбалансированного момента наблюдалось в тестах

Обсуждение в предыдущих разделах, ясно показывает, что разрушение при изгибе должно предшествовать перфорации провал. Максимальная несбалансированным моменты записаны в ходе испытаний были 256 и 232 кН-м (2270 и 2050 кип в.) Образцами 17c и 17D, по сравнению с 208 и 156 кН-м (1840 и 1380 кип в.) Образцами 18c и 18d, соответственно. Соотношение 256/208 = 1,2 так же, как соотношение M ^ ^ е югу значения для образцов, 17c и 18c в таблице: 351/287 = 1,2; аналогичным образом, соотношение 232/156 почти такое же, как соотношение M ^ ^ е югу значения Образцы 17D и 18d в Таблице: 292/198. Это является четким свидетельством того, что более высокие значения тест записан в образцы и 17c 17D по сравнению с образцами и 18c 18d, прямо пропорционально к изгиб укрепление суммы. Выше усиление отношение соответствует нижней кривизны и меньший ущерб сжатия зоны в непосредственной близости от колонки на провал. Это объясняет, ущерб описал автор. Она не имеет ничего общего с типом поперечной арматуры.

Прочность сбой в пробивая сдвиговых испытаний часто сопровождается вторичной неудачи по наклонной плоскости, начиная от подключения колонки потолок пластинки, это второй неудачи не следует путать с причиной отказа.

Заключительные замечания

Полный текучести е ^ ^ у, к югу от вертикальной или наклонной бары могут быть мобилизованы для сопротивления сдвига плит только тогда, когда крепления баров конец являются достаточными для разработки F ^ ^ у, к югу. Тесты, в котором текучести е ^ ^ у, к югу не достигнуто не может быть использован для сравнения эффективности системы сдвига арматуры. Наблюдается пластичности в четыре испытания автора в связи с развитием изгибных модель выхода неудачи, связанные с большим уступая изгибных подкрепления, в то время как сдвиг подкрепления подвергаются небольшую часть их текучести. Разница в значениях максимальной несбалансированным моменты и масштабах ущерба после аварии следует отнести более высокие суммы изгибных подкрепление в два испытания (образцы 17c и 17D) с стремена в сочетании с изогнутыми вверх-баров, по сравнению с двумя проб (образцов 18c и 18d) с возглавлял шипами. Сравнение эффективности типа поперечной арматуры образцами 17c и 17D с типом образцами 18c и 18d является заблуждением.

Ссылки

13. Gesund, H., и Голи, HB, "Предельные анализа плоских плит зданий для боковым нагрузкам," Журнал структурного подразделения, ASCE, V. 105, № ST11, ноябрь 1979, с. 2187-2202.

14. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-08) и Комментарии" Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2008, 465 с.

Обсуждение Амин Гали

ВВСКИ, заслуженный профессор, Департамент гражданской инженерии, Университет Калгари, Калгари, провинция Альберта, Канада