Вероятностные Совместное Прочность на сдвиг модели для синтеза RC соединения Луч-колонки
Обширные экспериментальные базы данных предназначено для различных типов железобетонных (RC) пучка столбцов соединения подвергаются квазистатическом циклических боковой загрузкой, "все включено испытания узлов, имеющих в конечном итоге провал совместных опытных сдвига. RC совместных моделей прочности на сдвиг разработанные с использованием экспериментальных данных (после их удаления узлов, имеющих недостаточный заключение в совместной коллегии) в сочетании с байесовский метод оценки параметра. Улучшение показателей развитых совместных моделей прочности на сдвиг вычисляется по сравнению с другими детерминированных RC совместных сдвигу моделей (как на основе кода и различных исследований). Наконец, МСА 352R-02 совместных сдвига определение силы для проектирования модифицирован для большей согласованности, следуя общей МСА 352R-02 подход, но с скорректированного совместного факторов прочности на сдвиг.
Ключевые слова: байесовского оценивания параметров, боковые нагрузки; разрушение при сдвиге.
(ProQuest: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
С середины 1960-х годов многочисленные экспериментальные испытания и аналитические исследования были проведены расследования производительности железобетона (RC) луча колонки соединения подвергаются боковой загрузкой землетрясения. Когда только изгиб хорошо подробную продольных балок пределах общего ответа, RC пучка столбцов соединения обычно отображают пластичного поведения (с совместным области панели оставшаяся упругая). Этот луч-движущиеся регулирующих отказов, как правило, считается наиболее желательным для поддержания хорошего глобальной диссипации энергии без серьезной деградации пропускной способности на связи. С другой стороны, RC пучка столбцов соединения могут проявлять поведение менее устойчивы, когда серьезный ущерб сосредоточена в совместной коллегии. Таким образом, понимание совместного поведения сдвига имеет важное значение для контроля за эффективность работы RC пучка столбцов соединения и рамки.
Общая терминология RC пучка столбцов соединения зависит от геометрии в плоскости: внутренней связи имеет два продольных балок со сплошной колонки, внешние связи имеет один продольный пучок с непрерывным столбца, а колено соединение один продольный пучок с разрывными колонке. Для таких соединений пучка колонки, Хансон и Connor1 первых предложил определение RC совместных сдвига, которая определяется из свободного тела диаграмме midheight совместной коллегии. Paulay др. al.2 описаны конкретные стоек и / или ферм возможности совместного механизма сопротивления сдвигу (ов); конкретные стойка приходит от силы передачи совместной коллегии подшипников от конкретных зон сжатия прилегающих пучка (ы) и столбцов (ы) , тогда как конкретные результаты фермы от силы перемещения через совместную панели с помощью связей между арматурой и окружающих бетона.
С 1976 года по настоящее время Совместная ACI-ASCE Комитет 352, узлов и соединений в монолитных железобетонных конструкций, рекомендовала разработать руководящие принципы RC пучка столбцов соединения, частично основанный на скамье маркировки исследований, таких, как описано выше, и Комитет обновил ее руководящим принципам разработки число раз (в настоящее время в МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3) на основе обширных дополнительных экспериментальных и аналитических исследований. В ходе этого процесса, объединенная ACI-ASCE Комитет 352 пытался сохранить простую и безопасную совместную модель прочности на сдвиг для использования в области дизайна, в первую очередь рассматривает конкретный механизм стойка. ACI 318-054 также общепринятых подобных совместных философии дизайна сдвига, что и МСА 352R-02,3
Совсем недавно, Кима и LaFave5 иметь качественно оценили основные параметры влияют на RC совместных напряжения сдвига по сравнению с совместной деформации сдвига поведения на основе собранных экспериментальных результатов узла. В ранее собранных результатов испытаний все образцы опытных совместных провал сдвига (или в сочетании с или без осадка пучка подкрепление), имели равный или выше 70% от рекомендуемых совместных поперечной арматуры в МСА 352R-02, 3 и не из от плоскости членов или эксцентриситет между балками и колонки. Ким и др. al.6 затем создала процедурные рамки для разработки более надежной совместной сдвигу-модели с помощью собранных экспериментальных образцов в сочетании с байесовский метод оценки параметра. На основе экспериментальных наблюдений, число возможных параметров влияния на RC совместных прочности на сдвиг были выбраны, и наиболее значительными были определены. Наконец, Ким и др. al.6 предложил предварительный совместной модели прочности на сдвиг и коротко подтвердил его повышенную надежность по сравнению с МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 совместных сдвига модель силы ..
Предыдущего исследования, проведенного Ким и LaFave5 и Ким и др. al.6 мотивировал желанием продолжить разработку простого и надежного совместного сдвигу модели для проектирования, которые могут широко применяться для различных типов RC пучка столбцов соединения (с учетом последствий вне плоскости членов и эксцентриситет между балками и столбцов, а также других важных эффектов, таких как тип соединения). В нынешней исследований, то, расширенный экспериментальной базы был построен, которая включает все виды RC пучка столбцов соединения нашли в литературе имеются экспериментальные совместных провал сдвига. Применяя с процедурами, установленными Ким и др. al.6 на эту новую базу данных, три вида совместных сдвига модели прочности (для различных типов современных RC пучка столбцов соединения), были разработаны с использованием байесовского метода оценивания параметров. Первая модель учитывает многие возможные параметры влияют на RC совместных прочности на сдвиг. Вторая модель включает только параметры оставшихся после удаления систематически менее значимые параметры влияют на прочность сдвига.
Третья модель, то упрощает второй модели для удобного применения в практической конструкции. Исполнение этого третья модель оценивается по сравнению с другими детерминированных моделей для совместного прочности на сдвиг (используется в строительных норм и правил и других исследователей). Наконец, еще одно совместное проектирование модели прочности на сдвиг строится в соответствии с общими ACI 352R-02 ^ ^ SUP 3 подхода, только предложили новые значения совместной факторов прочности на сдвиг на основе других моделей, разработанных в данном исследовании ..
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для различных типов RC пучка столбцов соединения подвергаются сейсмических боковой загрузкой, совместные силы сдвига модели разработаны здесь использованием байесовского метода оценивания параметров на основе экспериментальных наблюдений. Влияние параметров RC совместных прочности на сдвиг явно исследовали путем построения совместной модели сдвига потенциала для большого собрал экспериментальных данных. Проведенные исследования продемонстрировали, представляет собой новый подход для систематического определения RC совместного потенциала прочности на сдвиг; разработаны модели могут способствовать разработке и оценке современных RC пучка колонки соединений. Результаты этого исследования также могут обеспечить полезной информацией, направленные на улучшение текущего ACI совместного определения прочности на сдвиг для проектирования.
Экспериментальная DATABASE
Из опубликованных документов и докладов, 341 экспериментальных узлов связи RC были собраны опытные что в конечном итоге провал совместных сдвига (или в сочетании с [BJ] или [J], не поддаваясь пучка подкреплением). Все узлы были подвергнуты квазистатических циклической боковой загрузкой и были не менее чем одной третьей шкале (как правило, превышает половину шкалы), а также, все узлы были обычные типы Анкоридж (не во главе бары). Для внутренних соединений, непрерывные продольные луча и колонки через усиление совместной коллегии. В внешних связей, усиление пучка была закреплена в совместном крючьями; в коленных соединений, оба луча и колонки подкреплении были закреплены на крючки в рамках совместной группы. Из 341 собранных RC пучка столбцов соединения, 278 образцов не было вне плоскости членов и не эксцентриситет (155 интерьер, экстерьер 105 и 18 суставов колено), 36 образцов были вне плоскости членов и не эксцентриситет (30 внутренних и внешних соединений шесть), а также 27 образцов были эксцентриситет (ECC) с / без вне плоскости членов ..
В рамках построенной базы данных, совместные возможности сдвига сопротивления (совместное прочности на сдвиг) всегда ограничены общей мощностью связи во время тестирования. Таким образом, совместное требование RC сдвига при максимальном сдвиге экспериментальной истории можно считать совместные возможности сдвига. В общей максимальных касательных история связи экспериментальных совместных спроса сдвига определяется из равновесия силы и свободного тела диаграмме midheight совместной panel.5 (Для коленных суставов, экспериментальные совместных спроса сдвига вычисляется для случая момент закрытия. ) экспериментальной совместной касательные напряжения просто рассчитывается как это совместное сдвига спроса разделены эффективных совместных области сдвига следующие МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 (произведение столбца глубины раз выше среднего пучка и ширину столбцов). Для удобства сравнения, то эти совместные напряжений сдвига часто были нормализованы на квадратный корень из конкретных прочность на сжатие.
Предоставляется до recommended3 значение crosssectional области совместного поперечной арматуры, далее именуемой отношение Ash. Рисунок 1 участков нормированных экспериментальных совместных напряжения сдвига от отношения Ash. По той же в плоскости геометрии, увеличение доли золы не вызывает никаких существенных дополнительных улучшение совместной сдвигу раз при условии количество совместных поперечной арматуры больше, чем примерно 50 до 60% от рекомендованного ACI 352R-02,3 предоставляется до recommended3 значение шагом совместной поперечной арматуры здесь называют интервал отношение. В собранных узлов, диапазон расстояния отношение в основном от 0,5 до 1,9, и никаких существенных изменений в общей производительностью сдвига обнаружили через этот диапазон. (Закрытое обручи и шпал в составе совместных поперечной арматуры правило, имели сейсмических крючки заседании МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 подробным рекомендациям, где эта информация была представлена исследователями, а также узла учета масштаба). Адекватные совместного заключения предоставляемый укрепление описано в МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 главным образом количество и интервалы между совместных поперечной арматуры.
МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 рекомендации четко консервативную сторону предотвращения любого возможного сокращения совместных прочности на сдвиг вызван ненадлежащим совместных лишения свободы по совместной поперечной арматуры. Кроме того, количество совместных родов при условии целом, как представляется, более чувствительны к сумме в совместных поперечной арматуры, чем расстояние между совместных поперечной арматуры ..
Ким и LaFave5 ранее предполагалось, что надлежащее заключение в совместной коллегии сохраняется, от оценки случаи, что опытные луч разрушение при изгибе только при совместных поперечной арматуры расположены в направлении нагружения остается в упругой области, во время тестирования. Они определяли отсечения точки (из 0,70 в соотношении Аш) путем проверки деформации совместных поперечной арматуры для экспериментальных узлов испытывают пучка разрушение при изгибе, не имея серьезный ущерб совместных панели, и без некомпланарный членов. С точки зрения дальнейшего рассмотрения результатов объяснил ранее, и в соответствии с настоящим предыдущей работе, только экспериментальные узлы не менее 0,70 в соотношении Аш поэтому включен С этого момента.
Предоставляется до recommended3 значения столбца глубина (для непрерывной прямой баров пучка в салоне связи) и развития длина крючковатым усиление света (для наружных и коленных соединений) вычисляются здесь, как соотношение колонке глубины и развития Соотношение длины (диапазоны основном от 0,5 до 1,5). Если связь ухудшение тяжелой перед началом совместной RC неудачи сдвига (до максимального ответа) в связи с неудовлетворительным состоянием по отношению к колонке глубины отношения (или развитие Соотношение длины), то это может повлечь за собой сокращение очевидным совместные силы сдвига. В собранных узлов, нет такого эффекта не видел, так что любое возможное снижение прочности на сдвиг совместных вызвано недостаточной глубины столбец (или развития длина) не должно происходить по крайней мере до после максимального отклика.
В таблицах 1, 2, и 35,7-18 обеспечить выбранной 182 случаях из 341 Общий объем собранных узлов (с 159 других, имеющих менее 0,70 в Аш-коэффициент). В рамках выбранного соединения узлов RC, 136 случаев (78 дел, 48 внешних и 10 коленных суставов) не вне плоскости членов и ни одной совместной чудачество; 30 случаях (24 внутренних и внешних соединений шесть) было вне плоскости членов и ни одной совместной эксцентриситета и 16 случаев (всех внутренних соединений) были совместные эксцентриситета с / без вне плоскости членов.
ВЕРОЯТНОСТНЫЙ моделей совместных Прочность на сдвиг
Байесовский метод оценки параметра
В последнее время вероятностные методы были применены в попытке уменьшить неопределенность при прогнозировании потенциала членов RC. Вероятностные методы могут быть особенно хорошо подходит при применении к прогнозированию сдвига потенциала членов RC, поскольку срез представляется по своей сути больше неопределенности (по сравнению, например, при изгибе мощности). Gardoni др. al.19 применил метод Байеса построить вероятностные модели сдвига потенциала колонны RC путем исправления для существующих перекосов в детерминированных моделей и количественной оценки оставшихся ошибок на основе собранных экспериментальных данных о столбцах RC. Совсем недавно Sasani20 применил метод Байеса, чтобы снизить неопределенность при прогнозировании RC колонке сдвига потенциала путем обновления вклад параметров, которые включены в существующие детерминированных моделей. Песня и др. al.21 применяется также метод Байеса предложить вероятностных моделей сдвиговой силы для RC пучков не стремена, они разработали этих моделей, не полагаясь на существующие детерминированных моделей ..
На основании ряда экспериментальных наблюдений, Ким и др. al.6 разработала предварительные модели совместного потенциала сдвига для пучка RC-столбец соединения в сочетании с Байесовский метод оценки параметра. Как и песни и др.., 21 они не считают существующие детерминированных моделей (например, МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 дизайн модели) в развитии их предварительного RC модели совместного прочности на сдвиг. Они просто исследовали вклад возможные параметры влияют на RC совместных прочности на сдвиг, не будучи ограниченным конкретные описания существующих моделей.
Gardoni др. al.19 высказано мнение, что RC столбец сдвига мощности (C) может быть предсказана в виде
С (х,
где х есть вектор входных параметров, измеренные в ходе испытания; существующих детерминированной модели; диагонально-коррекции (разброс). Потому что истинная форма диагонально-поправочный член форма
... (2)
Основные допущения уравнения. (1) заключаются в следующем: во-первых, разница модели ( Gardoni др. al.19 песни и др. al.21 применяется натуральный логарифм, чтобы удовлетворить первое предположение, то есть
... (3)
Есть несколько возможных подходов (например, метод максимального правдоподобия, метод наименьших квадратов и метод Байеса) в рамках так называемого параметра метода оценки. В этом исследовании, байесовской оценки параметра используется для поиска неизвестных параметров В этом байесовского подхода, предварительного распределения неопределенности параметров обновляются на задней распределения на основе экспериментальных данных. (Более подробные разъяснения по поводу процедуры обновления, выбор предварительного распределения, разработка функции правдоподобия и метод расчета получения задней статистики можно найти в Gardoni др. al.19 песни и др. al.21)
Наконец, песни и др. al.21 было установлено, что натуральных логарифмов нормированных параметров поправил предубеждения наиболее эффективно, и они также предложили процедуру построить модель потенциала вне зависимости от начиная с существующими детерминистской модели. Ким и др. al.6 разработала предварительный совместной модели прочности на сдвиг на основе подхода, предложенного песни и др.. 21, что является
... (4)
Совместная модель сдвига силы для RC пучка колонки соединения
Ким и др. al.6 разработала предварительный совместный прочности на сдвиг для некоторых моделей RC пучка столбцов соединения, не имеющие вне плоскости членов, совместных эксцентриситет, и по меньшей мере 0,7 соотношение золы, путем применения формулы. (4); 0,7 Аш соотношение было использовать в качестве пороговой величины, поскольку это значение было ранее определено путем рационального исследования. На основании выводов Ким и Лафаве, 5 восемь пояснительных условия были использованы для построения совместного изучения сдвига моделей силы следующим образом: типа в плоскости геометрии (JP), бетона на сжатие ( колонке ширине (BB / до н.э.), ширина-высота-колонна углубленного отношения (ро / HC), индекс совместных поперечной арматуры (СО), ширина укрепление индекса (BI), Аш-отношение (Аш, Pro / Эш, Req ), а расстояние между соотношением (spro / sreq). JP изначально рассматривать как отношение числа не свободных в плоскости поверхности вокруг совместной коллегии, нормированная на четыре (общее количество в плоскости поверхности совместной коллегии), который представил описать разницу в совместных сдвига потенциала по геометрии в плоскости.
Совместных поперечной отношение подкрепление рассчитывается как сумма объемных совместных поперечной арматуры, которая находится между верхней и нижней пучка арматуры, разделенный на объем совместной коллегии. После умножения этого совместного отношение подкрепления текучести совместных поперечной арматуры, СО была получена в этот продукт нормированная конкретные прочность на сжатие. Соотношение пучка подкрепление рассчитывается как общая сумма пучка укрепление разделить пучком площадь поперечного сечения. После умножения этот показатель пучка подкрепления текучести пучка арматуры, Б. был рассчитан этот продукт, деленный на конкретные прочность на сжатие совместной коллегии.
Эти восемь пояснительных условия были обновлены Ким и др. al.6 использованием байесовского метода оценивания параметров на основе их собрали экспериментальные результаты (без вне плоскости членов и ни одной совместной эксцентриситета). (При расчете экспериментальных совместных напряжения сдвига для развития совместных сдвига моделей прочности, общей зоне сдвига просто рассматривать как произведение средней ширины стыка (в среднем пучка и ширины столбцов), а столбец глубины.) Уравнение (5) показывает развитых RC модели совместного прочности на сдвиг, то есть
... (5)
В уравнении. (5), неопределенность срока действия разработанной модели (то есть, Задняя среднее Ким и др. al.6 определены конкретные прочность на сжатие является наиболее важным параметром рассматриваются в определении RC совместные силы сдвига.
Последствия вне плоскости членов и эксцентриситета на прочность сдвига теперь могут быть рассмотрены, во-первых, применяя формулы. (5) к более широкой базе данных, а затем дальнейшее развитие моделей для различных типов RC пучка столбцов соединения (до сих пор, по крайней мере в 0,70 Аш отношение). В рамках выбранных узлов (182 в общей сложности), 13 одна поперечная балка (с / без плиты) и не эксцентричность, 14 эксцентричности и не вне плоскости членов, а 16 имеют две поперечные балки и не эксцентричность. В таблице 4 среднее, максимальное, минимальное значение, стандартное отклонение и COV экспериментальных совместных напряжения сдвига для этих образцов в том, что в формуле. (5). Эти результаты показывают, что одна поперечная балка не вызывать различные изменения в совместный потенциал, но два поперечными балками предусматривают возможность улучшения совместной прочности на сдвиг. С другой стороны, эксцентриситет приводит к сокращению совместных прочности на сдвиг.
Таким образом, чтобы затем распространить формулу. (5) для различных типов соединений RC beamcolumn, последствия двух поперечных балок и эксцентриситета отмечалось выше должны быть рассмотрены. Степень эксцентричности между балками и столбец выражается путем введения срок (1 - е / до н.э.), где е эксцентриситета суммы. Аналогично JP, изменения в некомпланарный геометрии (называется ТБ) рассматривается представляя первоначальный постоянные значения 1,0 для узлов с нулевым или одна поперечная балка и 1,2 (круглым до значения средней экспериментальных напряжений формуле. (5)) для узлов с двумя поперечными балками.
Прежде чем окончательно определения выбранного пояснительных условия, воздействие на следующие параметры RC совместные силы трения на preinvestigated на соответствующие подмножества данных: нормированные колонке осевого сжатия (отношение колонке осевых сжимающих напряжений к конкретным прочность на сжатие), колонка углубленного отношение (при условии, к recommended3 колонке глубины прямо баров пучка, проходящего через) для внутренних связей, развитие Соотношение длины (при условии-torecommended3 крючковатым длина развития бар) для наружных и коленных соединений, а также совместные объема (масштаба) соотношение (совокупный объем каждого образца крупнейших совместных объем в пределах базы данных). Байесовский метод оценки параметров показали, что нормированные столбец осевом сжатии колонки углубленного соотношение для внутренних соединений, developmentlength соотношение внешнего / соединения колена, и масштабы были менее информативным влияние параметров на прочность соединений RC сдвига (хотя колонки осевой нагрузкой было показано, влияют на совместных крекинга strength5).
Кроме того, в Байесовский метод оценки параметров, все параметры должны быть равно нулю, так что нормированная колонке осевого сжатия не был выбран в качестве окончательного срока пояснительных по причинам, указанным ранее, а потому, что некоторые экспериментальные испытания была нулевой столбец осевого сжатия. Глубина колонны и соотношение длины развития не были включены в конце концов выбрали пояснительных условиями по причинам, указанным ранее, а потому, что эти два параметра не может быть выражена как один единый параметр по всей базе данных. Наконец, совместное отношение объема также не включены в окончательный пояснительных выражении, поскольку масштабы, видимо, не важно для этой базы данных, включающей только более крупных образцов теста.
Так, наконец, 10 параметров были выбраны в качестве конечной пояснительные условия для разработки совместных сдвига модели прочности для различных типов RC пучка столбцов соединения. В таблице 5 приводится диапазон значений для каждой из этих 10 параметров. Уравнение (6) является полной модели совместного прочности на сдвиг затем развивается, выполняя байесовской обновление в виде (с конкретными показателями отметил) от
... (6)
В уравнении. (6), среднее Из 10 рассматриваемых параметров, COV от Остальные девять параметров, то обновление после удаления BB / до н.э., при среднем 0,148 Поскольку удаление BB / BC не вызывает какой-либо отчетливое увеличение
Предыдущий процесс может быть неоднократно выступал пока только один параметр, который показан в таблице 6. Среднее Совместное прочность на сдвиг в формуле. (7) Таким образом, развитые по сохранившимся параметров до этого момента (СО, туберкулез, 1 е /. Н.э., Б. И., ДП, и / '^ с ^ к югу), после поэтапный процесс удаления, то есть
... (7)
Так же, как и в случае уравнения. (6), среднее (7), аналогично формуле. (6), несмотря на большую простоту.
Как и в некоторых более ранних предварительных выводов Ким и Лафаве, 5 Таблица 6 раз подтверждает, что конкретные прочность на сжатие является сильное влияние параметров на совместной прочность на сдвиг; JP тогда важнее других параметров при определении совместных прочность на сдвиг. Кроме того, при СО, туберкулез, 1 - е / BC Б.И., и / '^ с ^ к югу есть фиксированные постоянные значения, разработали совместные модели прочности на сдвиг (уравнение (7)) показывает, что совместные сильные сдвига внешних и коленных соединений, в среднем, около 69 и 40% соответственно, тех, для внутренних соединений.
В целом, совместные разрушение при сдвиге, не поддаваясь пучка арматура был вызван в ходе лабораторных испытаний с использованием большого количества и / или высоким пределом текучести пучка подкрепление, и прочность соединения на сдвиг этой неудачи типа, как правило, немного выше, чем у совместное разрушение при сдвиге в сочетании с уступая пучка арматуры. Частичное образование пластического шарнира (ов) между совместной коллегии и продольного пучка (ы), очевидно, сводится заключение в совместной коллегии, которая первоначально предусматривалось продольной балки (ы). Б. параметр составляет примерно с этим явлением.
Потому что два поперечных балок и эксцентриситет между балками и колонна уже показали, чтобы привести к изменению общей производительностью сдвига, это не удивительно, что показатели, характеризующие эксцентриситет (1 - е / до н.э.) и ТБ выжить после удаления те параметры, которые не приводят к увеличению Наконец, СО-видимому, более подходящим, чем соотношение золы и интервалы отношение представлять родов при условии совместной поперечной арматуры, однако, это не очень сильное влияние параметра здесь на совместной прочность на сдвиг, поскольку выбранные узлы уже были определены путем удаления Экспериментальные испытания с недостаточным количеством совместных поперечной арматуры заключения.
Уравнение (7) может быть преобразован в простую модель, которая, возможно, удобно использовать как практическое воплощение дизайна, то есть
где (= 1.20.905) для узлов с двумя поперечными балками; ( небольшое различие между уравнением. (7) и (8) в среднем смысле. Рисунок 2 участков экспериментальных совместных напряжения сдвига по сравнению с предсказал совместных напряжения сдвига (по формуле. (8)), это означает, что уравнения. (8) является достаточно надежной для прогнозирования совместных напряжения сдвига в самых разнообразных типов RC пучка столбцов соединения.
Показатели упрощенной модели совместного прочности на сдвиг
Производительность упрощенной модели совместного прочности на сдвиг (уравнение (8)) и других детерминированных моделей, тщательно оцениваются в настоящем документе, основаны на совместных экспериментальных напряжения сдвига, так как экспериментальные спроса на пике ответ можно рассматривать как фактическое совместное прочности на сдвиг (вместимость ). МСА 352R-02, 3 ACI 318-05,4 МОС 1999,22 и NZS 3101:199523 всех обеспечить собственной разработки совместных сдвигу моделей для различных типов RC пучка столбцов соединения. МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 просто определяет RC пучка колонки связи совместных прочности на сдвиг как произведение соответствующих совместных предельного напряжения сдвига и эффективной совместной области сдвига. Совместное предельное напряжение сдвига является продуктом совместной коэффициент прочности на сдвиг и квадратный корень из конкретных прочность на сжатие. Совместных фактором прочности на сдвиг определяется в зависимости от числа лиц вокруг совместной коллегии эффективно только по столбцам и продольные или поперечные балки (ы) (по крайней мере 0,75 балка-колонна ширине); эти факторы 0,67 , 1,00, 1,25 или 1,67 (8, 12, 15 или 20 для США
Обычное единиц), а один идет от колена соединение до хорошо только интерьер связи. ACI 318-054 определяет RC совместных прочности на сдвиг в аналогичные тому, как это описано ранее для МСА 352R-02, 3, за исключением нескольких элементов, таких как конкретные совместные фактором прочности на сдвиг по колено связей и эффективного совместного определения ширины сдвига (с / без совместного эксцентриситета) ..
В МОС 1999,22 совместных прочности на сдвиг определяется в зависимости от конкретных прочность на сжатие (мощность срок которых 0,7) и параметры рассмотрении в плоскости геометрии, из-геометрии плоскости, а также совместные эксцентричности. При тех же условиях (за исключением предназначенных для плоской геометрии), прочность соединения на сдвиг внешнего и коленных соединений 70 и 40% соответственно, совместных прочности на сдвиг для внутренней связи. МОС 199922 считает также, что два поперечными балками причиной 17% улучшение совместной прочности на сдвиг по сравнению с связи с одним или не поперечными балками. Наконец, в NZS 3101:1995,23 совместные силы сдвига определяется в зависимости от конкретных прочность на сжатие (мощность срок которых 1,0) и учитывая параметры столбца осевое усилие, луч укрепление силы, совместные поперечной арматуры, а также вне плоскости членов. NZS 3101:199523 также ограничивает допустимый диапазон совместных прочность на сдвиг в 0.14f '^ к югу C ^
Помимо этого, Руссо и Somma24 недавно предложили модель совместного прочности на сдвиг только для внешних связей, и Мураками и др. al.25 предложили модель совместного прочности на сдвиг только для интерьера соединения, эти модели не обязательно, разработанные для пучка RC-столбец связи с вне плоскости членов или эксцентриситет между балками и колонки. Руссо и Somma24 предложил их внешний вид модели совместного прочности на сдвиг, рассматривая вертикальных напряжений передаваемых по столбцу, продольной арматуры света и пассивного удержания сустава вследствие обручи и галстуки. Мураками и др. al.25 предложил их интерьер модели совместного прочности на сдвиг с помощью регрессионного анализа, и только конкретные прочность на сжатие рассматриваться как независимая переменная.
Общее смещение и разброс детерминированной модели могут быть оценены путем введения постоянного смещения коррекции срок
Л. Н. [C (х,
Общая средств Средства Детерминированной модели совместного прочности на сдвиг составляет менее предвзято, когда задняя среднее Для различных типов RC пучка столбцов соединения (+182 в целом), упрощенная модель совместного прочности на сдвиг развитых здесь имеет наименьший разброс предвзятости и по сравнению с ACI 318-05,4 МСА 352R-02, 3 и МОС 1999,22 NZS 3101:199523 (с СОМ 199922 модель является следующей лучших в обоих этих отношениях).
RC пучка колонки коды связи дизайна как правило, рассматривают конкретные стойки в качестве основного механизма совместного сдвига сопротивление власти с точки зрения конкретных прочность на сжатие являются 0,5 в подходах ACI, 3,4 0,7 в МОС 1999,22 и 1,0 в NZS 3101: 1995,23 задней средств Ибо только внутри или только внешних связей (не вне плоскости членов и не эксцентриситета), задний средств al.25 и Руссо и Сомма, 24, несмотря на свою простоту, чтобы применить к различным видам RC пучка столбца соединения по сравнению с целевой характер этих других моделей.
Повышения эффективности упрощенной модели совместного прочности на сдвиг может быть визуально подтвердили путем построения совместных отношение напряжения сдвига (экспериментальных совместных напряжений сдвига по совместной сдвига значение модель силы) в зависимости от различных параметров толковый. Например, на рис. 3 участка совместной отношение напряжения сдвига по сравнению с конкретным прочность на сжатие для различных типов RC пучка колонки соединений. Рисунок 3 подтверждает, что упрощенная модель (уравнение (8)) приводит к наименее разброс в прогнозировании RC совместных прочности на сдвиг по сравнению с МСА 352R-02, 3 ACI 318-05,4 МОС 1999,22 и NZS 3101:199523 моделей . Эти участок результаты наглядно продемонстрировать и укрепить выяснилось, что упрощенные модели совместного прочности на сдвиг является наиболее надежным для предсказания RC совместных прочности на сдвиг по сравнению с другими предлагаемыми совместной модели прочности на сдвиг.
ОБНОВЛЕНО 352R ACI-02 ^ ^ SUP 3 СОВМЕСТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ НОЖНИЦЫ
Разработали совместные модели прочности на сдвиг (уравнение (8)) может быть расценена некоторыми как не вполне подходит для обычных дизайн, поскольку он содержит некоторые новые параметры и определены различные рассмотрения с учетом конкретных прочность на сжатие по сравнению с wellaccepted ACI-352R 02 ^ ^ SUP 3 совместных сдвига модель силы. Таким образом, столь же объективной модели совместного прочности на сдвиг развивается здесь (опять же используя байесовский оценивания параметров), установив конкретный вклад прочность на сжатие и то лишь учитывая параметры, которые в настоящее время включены в определении совместных прочность на сдвиг в МСА 352R-02,3 (Потому что балка-колонна ширине уже было показано, чтобы не стать важным параметром, влияющим совместных прочности на сдвиг, это не входит здесь в этом, наконец, разработали модель совместного прочности на сдвиг.) результат имеет вид
... (10)
В уравнении. (10), среднее Это значение превышает среднее (8), но все же существенно меньше, чем среднее Это означает, что более надежные модели совместного прочности на сдвиг может быть даже построены в соответствии с общими МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 расчетная формула подхода.
Совместное поперечной силы Vj может быть выражено путем умножения уравнения. (10), эффективных совместных области сдвига, то есть в форме
... (11)
На рисунке 4 представлена зависимость отношения экспериментальных совместных силы сдвига в модели совместного силы сдвига (определяется формулой. (11) или МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3) по сравнению с в плоскости геометрии. Потому что разработанная модель является несмещенной, почти половина из экспериментальных совместных сильные сдвига несколько ниже модель совместного прочности на сдвиг.
Разработали совместные силы сдвига потенциала (уравнение (11)) может быть скорректирована, чтобы, например, только 10% случаев с низкой экспериментальными значениями, чем с использованием разработанной модели, которая может быть достигнуто путем применения фактора 0,75 до уравнения. (11). Этот пересмотренный уравнение можно записать в виде уравнения. (12), то есть
... (12)
Совместных фактор силы сдвига ( Таким образом, вышеупомянутые условия 1,25 (ТБ) 1,03 (JP) 1,45 можно рассматривать как фактор совместные силы сдвига определяется формулой. (12). Потому что эффективная ширина шва сдвига определяется МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 зависит от совместных эксцентричность, сроки (1 - е / до н.э.) 1,31 (BB до н.э.) / 2 можно рассматривать как эффективный ширина шва сдвига определяется формулой . (12). В таблице 8, изменение факторов сдвига совместных сил для дизайна предложил на основе уравнения. (12). Рисунок 5 участков: (а) нормированных экспериментальных совместных напряжения сдвига по сравнению с совместным фактором прочности на сдвиг в МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3, и (б) нормированных экспериментальных совместных напряжения сдвига по сравнению с изменение совместных фактором прочности на сдвиг. Часть базы данных случаях, которые ниже нормированных экспериментальных совместных напряжений сдвига по сравнению с совместным фактором прочности на сдвиг определен МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 являются 6, 44 и 40% для интерьера, экстерьера, и колено соединения, соответственно.
Часть нормированных экспериментальных совместных касательные напряжения ниже, чем изменение совместных сдвига факторов силы на основе уравнения. (12), 9% для внутренней связи, 13% для внешних связей, и 0% для коленных соединений. (В ACI 318-05,4 совместных коэффициент прочности на сдвиг по колено соединения просто принимается равным 1,0 (12 единиц в США обычным), так и для внешних связей, а это значит, что все экспериментальные значения ниже, чем в МСА 318-054 совместных прочность на сдвиг для коленных суставов.) Таким образом, предлагается совместное сдвига факторов силы более равномерно рассмотреть изменения совместных срез по геометрии в плоскости, по сравнению с совместным сдвигу факторами, определяющими МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 и используется в ACI 318-05.4 (общая средняя
В качестве альтернативы, в аналогичных вышеописанным способом, 0,82 можно умножить уравнение. (8) имеют только около 10% случаев с низкой совместных экспериментальных значений поперечной силы, чем это скорректированного совместного Сила сдвига потенциала модель, которая находится в форме
... (13)
Часть нормированных экспериментальных совместных ножницы ниже, чем изменение совместные силы сдвига факторов на основе уравнения. (13), 8% для внутренней связи, 17% для внешних связей, и 0% для коленных соединений. Средства (13).
РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ
Обширные экспериментальные базы данных узлов был собран для разных типов RC пучка столбцов соединения подвергаются циклической боковой квазистатического нагружения. RC совместных моделей прочности на сдвиг были разработаны с использованием экспериментальных узлов в сочетании с Байесовский метод оценки параметра. Разработанные модели действительны в течение условиях построены базы данных (при загрузке и диапазоны включены параметры). Выполнение новой упрощенной RC модели совместного прочности на сдвиг был оценен по сравнению с другими существующими моделями. Наконец, изменение МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 совместного определения сдвига сила предложила для проектирования. Наиболее важные результаты можно резюмировать следующим образом:
1. Нет сокращению RC совместных результатов прочности на сдвиг от недостаточной заключение в совместной коллегии при условии площадь поперечного сечения и промежутках между совместных поперечной арматуры, соответственно, выше примерно на 50% и ниже в два раза МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 рекомендации. Тяжелая связь ухудшения не обнаружены до начала совместной разрушение при сдвиге при условии колонке глубины (и / или развития длины) для продольного армирования пучка выше примерно 50% от МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 рекомендаций;
2. Для различных типов RC пучка столбцов соединения, три вида совместных сдвига моделей силы были разработаны. Первая модель была построена с использованием всех возможных параметров влияния на прочность сдвига, которые считаются важными, вторая модель была построена только параметры сохранившихся поэтапный процесс удаления, которая идентифицирует менее информативных параметров, а третья модель представляет собой упрощенный форма второй модели (для удобства применения в практической дизайн). Все три модели сохранить такой же уровень разброса (общее среднее стандартное отклонение составляло примерно 0,15);
3. Прочности бетона на сжатие является наиболее важным параметром при определении RC совместные силы сдвига. Параметры рассмотрении в плоскости геометрии, вне геометрии, эксцентричность, ширина подкрепление, и совместные поперечной арматуры было установлено, что более важно, чем параметры учитывая относительную ширину балка-колонна, относительная высота пучка-колонна- глубины, и при условии, до рекомендованных площадь поперечного сечения и промежутках между совместных поперечной арматуры в определении совместных прочность на сдвиг;
4. Развитых упрощенная модель является наиболее надежным для прогнозирования совместных прочность на сдвиг по сравнению с другими моделями предложил МСА 352R-02, 3 ACI 318-05,4 МОС 1999,22 NZS 3101:1995,23 Руссо и Сомма, 24and Мураками и др. Использование .25 примерно 0,75 за власть срок прочности бетона и должным образом рассматривает в плоскости геометрии пучка арматуры, совместных поперечной арматуры, эксцентричность и наличие поперечной балки рекомендуется предсказать совместных прочности на сдвиг при большей надежности;
5. Изменение МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 совместных сдвига определение силы для разработки предлагается на основе разработанной модели, но в соответствии с общими МСА 352R-02 ^ ^ SUP 3 подхода. Это изменение совместных прочности на сдвиг более равномерно, считает, что изменения в совместных срез по геометрии в плоскости, когда по сравнению с текущим ACI 352R-02 ^ ^ SUP 3 модели, а также
6. Разработали совместные модели прочности на сдвиг применимы к различным типам RC пучка колонки связи с равной или превышающей 70% от рекомендуемой площади поперечного сечения совместных поперечной арматуры. Эти модели могут, возможно, позже обновляется, рассматривая узлы с очень небольшим процентом армирования швов и / или также рассматривает возможность совместной деформации сдвига в дополнение к совместной прочности на сдвиг (для возможного использования в оценке существующих взрослыми nonductile кадра RC строительства).
Авторы
Авторы хотели бы поблагодарить Департамент по гражданским
Ссылки
1. Хансон, NW, и Коннор, HW, "Сейсмостойкость железобетонных шарниры Луч-Column" Журнал структурного подразделения, ASCE, V. 93, No ST5, 1967, с. 533-559.
2. Paulay, Т; Парк, R.; и Пристли, MJN ", железобетонная балка-Column суставов при сейсмических Действия", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 75, № 11, ноябрь 1978, с. 585-593.
3. Совместное ACI-ASCE Комитет 352 ", рекомендации по проектированию пучка-Column соединений в монолитных железобетонных конструкций (ACI 352R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2002, 37 с.
4. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2005, 430 с.
5. Ким Дж., Лафаве, JM, "Ключевые параметры влияют на поведение Совместное Shear железобетона (RC) Луч-Column соединения", инженерных сооружений, V. 29, № 12, 2007, с. 2523-2539.
6. Ким, J.; Лафаве, JM, и песни, J., "Новый статистический подход для совместного Shear Определение прочности соединения RC Луч-Column подвергавшимся сейсмическая нагрузка," Проектирование зданий и сооружений и механики, V. 27, № 4, 2007, с. 439-456.
7. Kurose Ю., "Последние исследования по железобетонных шарниры Beam-колонки в Японии", доклад № 87,8, Департамент строительства, Университет штата Техас в Остине, Austin, TX, 1987, 91 с.
8. Сугано, K.; Нагасима, T.; Кимура, H.; и Итикава А., "Поведение Луч-Column шарниры Использование высокопрочных материалов," Проектирование Луч-Column Разъемы сейсмостойкости, SP-123, Джеймс О. Jirsa, под ред. американские бетона институт Farmington Hills, MI, 1991, с. 359-377.
9. Фудзии, S., и Морита, S., "Поведение RC соединения Луч-Column подвергавшимся двухосной нагрузки", Труды института Японии бетона, т. 9, 1987, с. 181-186.
10. Шин, Мандельштама и Лафаве, JM, "Железобетонные пограничном луч-Column-соединения плит, подвергнутого сейсмическая нагрузка," Журнал конкретных исследований, В. 56, № 5, 2004, с. 273-291.
11. Suzuki, K.; Кондо, T.; Кудо, Ю.; Сато, M.; Куросавы, R.; и Hirosawa, М., "Экспериментальные исследования по сейсмическому Выполнение RC Эксцентрик Совместное Луч-Column", Труды архитектурного Институт Япония, 2002, 23405.
12. Guimaraes, Г. Н.; Крегер, ME и Jirsa, JO, "Железобетонные соединения Frame построенные с использованием высококачественных материалов, Доклад № 89-1, Департамент строительства, Техасский университет в Остине, Austin, TX, 1989, 152 стр. .
13. Tsubosaki, H.; Shiohara, H.; Ока, К. и Фурукава, J., "Оценка Слэб-Beam-Column шарниры, подвергнутого Двунаправленная Идет загрузка", Труды Архитектурный институт Японии, 1993, 21362.
14. Гото, Ю.; Джох, O.; и Есида, H., "Характеристика Луч Укрепление Бонд и неудачи после Луч Укрепление Уступая в интерьере RC подключения Луч колонна," Известия Японии бетона институт, 21 В., 1999, стр. . 655-660.
15. Рафаэль, GS, и Wight, JK, "Железобетонные Эксцентрик соединения Луч-Column подвергавшимся Загрузка Землетрясение-Type," Структурные ACI Journal, В. 92, № 1, 1995, с. 45-55.
16. Перейти к Ю., и Джох О., "Экспериментальные исследования по сдвигового сопротивления RC внутренних дел Эксцентрик шарниры Луч-Column", 9-Восточной Азии-тихоокеанская конференция по зданий и сооружений и строительства, Бали, Индонезия, 2003, RCS-170.
17. Дэн, S., и Чжоу, H., "Эксцентрик железобетонных шарниры Beam-Колонка, подвергнутого циклического нагружения," Структурные ACI Journal, В. +100, № 2, март-апрель 2003, с. 139-148.
18. Kusuhara, F.; Azukawa, K.; Shiohara, H.; и Отани С., "Испытания железобетонных внутренних дел Луч-Column Совместное Subassemblage с эксцентричным Beam," 13 Всемирной конференции по сейсмостойкого строительства, Ванкувер, Британская Колумбия, Канада, 2004 , 185.
19. Gardoni, P.; Kiureghian, А. Д. и Mosalam, КМ, "Вероятностные модели потенциала и хрупкость Оценки железобетонных колонн на основе экспериментальных наблюдений", журнал "Инженерная механика", ASCE, В. 128, № 10, 2002, с. 1024-1038.
20. Сасанидов, М., "Life-безопасности и ближней Свернуть Создание модели сейсмической Shear Поведение железобетонных колонн," Структурные ACI Journal, В. 104, № 1, январь-февраль 2007, с. 30-38.
21. Песня, J.; Кан, W.-H., Ким, KS, и Юнг, S., "Вероятностные модели Shear прочности для железобетонных балок по байесовской Обновление на основе экспериментальных наблюдений", 5-я конференция по вычислительной механике Стохастические, Родос, Греция, 2007, с. 623-632.
22. Архитектурный институт Японии (МОС), "Разработка Руководство по сейсмостойкости железобетонных зданий, основанные на неупругом Концепции перемещения", Токио, Япония, 1999, 440 с.
23. NZS 3101, железобетонных конструкций Стандартный, часть 1, Standard ассоциации Новой Зеландии, Уиллингтон, Новая Зеландия, 1995, 520 с.
24. Руссо, Г., Somma Г., расчетная формула для прогнозирования прочности на сдвиг наружных Луч Колонка соединений при сейсмических нагрузок ", 13 Всемирной конференции по сейсмостойкого строительства, Ванкувер, Британская Колумбия, Канада, 2004, 1282.
25. Мураками, H.; Фудзии, S.; Ishiwata, Ю. и Морита, S., "Shear прочностных и деформационных пропускной способности внутренних дел R / C Луч-Column Совместное Subassemblage", 12 Всемирная конференция по сейсмостойкого строительства, Новая Зеландия, 2000 , 679.
ACI членов Jaehong Ким Структурные консультант SK Гоша Associates, Inc, в Палатине, IL. Он является членом Совместного ACI-ASCE Комитет 352, узлов и соединений в монолитных бетонных конструкций. Он получил степень бакалавра и магистра Yeungnam университета Кенсан, Корея, и степень доктора философии в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, Урбана, Иллинойс. Его исследовательские интересы включают earthquakeresistant дизайн железобетонных конструкций.
Входящие в состав МСА Джеймс М. Лафаве является адъюнкт-профессор гражданского строительства в университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн. Он является председателем Совместной ACI-ASCE Комитет 352, суставов и соединений в монолитных железобетонных конструкций, а также является членом комитетов МСА 374, основанным на показателях деятельности проектирование сейсмостойких зданий и сооружений бетона и 408, Бонд и развития Укрепление и совместных ACI- ASCE-TMS Комитет 530, стандарты масонства. Его исследовательские интересы включают проектирование сейсмостойких сооружений из железобетонных конструкций и прочность железобетона.