Малоцикловой усталости ущерб циркуляра Колонны бетонных труб Заполненные
В сейсмические воздействия, поражение, вызванное в критических регионах конкретные заполненные стальных труб (БФТ) колонки можно было бы отнести к кумулятивным повреждения стальной трубы, вызванных многократными циклического нагружения в период после выхода деформации спектра. Экспериментальное исследование с целью развития аналитической модели совокупного ущерба для круглых колонн CFT подвергаются циклического нагружения. Малоцикловой усталости поведение колонн CFT было расследовано и отношения между усталости и нормированные амплитуды смещения был создан для типичных управляющих параметров. В общей сложности 12 крупномасштабная модель колонки образцов, представляющих два типа круговой колонны CFT с различными стальных труб диаметром до толщины отношения были протестированы в соответствии квазистатического нагружения либо с постоянной амплитудой дрейфа или стандартные циклические истории загрузки с ростом максимуму дрейфа. Результаты испытаний показывают, что поведение низким показателем циклической усталости, колонны CFT зависит от толщины стальных труб. выражения усталости полезным для использования в ущерб основе сейсмических дизайн разработаны и используются для прогнозирования показателя повреждения дополнительных столбцов CFT на основе экспериментальных данных, представленных в литературе ..
Ключевые слова: бетон Трубка; циклического нагружения; местного выпучивания; малоцикловой усталости; разрыве; сейсмики.
(ProQuest: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
В течение последних десятилетий, бетон заполненной стальных труб (именуемого CFT в данном документе) получили признание в качестве сравнительно новый тип структурных членов и используются в высотных зданиях, а также мосты. На основе предыдущей работы осуществляются во многих исследователей, структур с CFT колонны признаются несколько преимуществ. Композитный действия мобилизовали между стальной трубы и бетонного ядра получения высокой прочностью на сжатие и благоприятные пластичного производительности. Стальная трубка работает не только в качестве продольной арматуры противостоять осевой нагрузки и момента, но и поперечной арматуры ограничиться конкретными и повысить прочность на сдвиг. Общей потери устойчивости и местного выпучивания режиме стальных труб изменен или задержкой бетонного ядра, что способствует прочности, пластичности и улучшение возможностей сейсмических диссипации энергии члена. Потенциальные экономические преимущества CFT столбцов в высотных зданий уже давно не признается (Tarics 1972), и концепция может привести к значительной экономии стали использования по сравнению с чистым зданий стали.
Для исследования сейсмических поведение CFT колонны, многие квазистатических циклических испытаний загрузки были проведены в прошлом, такие, как Sakino и Tomii (1981), "Аль Nakahara и др. (2003), Elremaily и Aziznamini (2002), Сяо и др.. (2004), Марсон и Бруно (2004), Кингсли, и др.. (2005). Все они сосредоточены на стандартных протоколов нагрузки с наращиванием дрейфа амплитуды получим циклическое поведение, но без учета эффектов от амплитуды и количество циклов на накопления повреждений. Для исследования производительности усталость и, возможно, объединить сейсмических дизайн и оценка ущерба, нанесенного CFT колонны, малоцикловой усталости эксперименты по CFT колонны модель с различными стальных труб диаметром толщины отношения подвергаются циклической нагрузки с постоянной амплитуды пика бокового перемещения и осевые нагрузки проводились .
Для выполнения нелинейного анализа для сейсмостойких сооружений, некоторые гистерезисные модели CFT колонны были разработаны (Nakahara и др.. 2003; Elremaily и Aziznamini 2002; Марсон и Бруно 2004). Ни одна из этих моделей, однако, явно считает, что воздействие на совокупный ущерб составляющая поведения в условиях циклического нагружения. Характеризуя урон в зависимости от изменения эффективного модуля упругости и силы деградации во время погрузки и разгрузки, как правило, более заметны только на передовых государств ущерба. На основании совокупных характеристик повреждения CFT колонны через низким циклических испытаний усталости, это исследование попытки разработать ущерба критерий CFT столбцов. Совокупный ущерб модели был использован для оценки ущерба наблюдается в экспериментах по проверке за предыдущие работы Elremaily и Aziznamini (2002), Марсон и Бруно (2004), и Сяо и др.. (2004), с различным соотношением осей силу, диаметр толщины отношение и механических свойств материалов.
Другой мотивации для данного исследования была начата из исследований по вопросу о замкнутых конкретные заполненных труб (или CCFT) на второй автор (Сяо и др.. 2003, 2004, 2005). В предыдущих исследованиях, Сяо и др.. (2003, 2004, 2005) показали, что дополнительные поперечные заключения, используя FRP лист, стальные пояса вокруг потенциальных пластического шарнира области колонке CFT может улучшить сейсмических поведения. Глубокое понимание поведения низким показателем циклической усталости, колонны CFT является одним из ключевых понятий, необходимых для разработки рациональных метод для CCFT столбцов.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью данной работы является разработка модели совокупный ущерб для круглых колонн CFT подвергаются искусственной загрузки землетрясения. Эксперименты малоцикловой усталости проводились на масштабных CFT колонны подвергались различные модели нагрузка, включая циклические нагрузки на постоянное смещение пика и циклические нагрузки с наращиванием пик смещения. Такие протоколы тестирования конкретно рассматривается малоцикловой усталости поведение CFT столбцы, которые до сих пор не исследованы. Результаты испытаний, представленные для проверки основе существующей модели совокупный ущерб для оценки ущерба от CFT столбцов. Модель повреждений оказалась достаточно точной, и имеет преимущество в простоте применения в сейсмических оценке ущерба. Изучение достижений понимание сейсмического исполнения CFT столбцов.
Экспериментальная программа
Модель колонки образца дизайн
Двенадцать круговой модели CFT столбцов с тремя видами стальных труб диаметром соотношения толщины (D / т) 57, 110 и 112, соответственно, были разработаны и испытаны. Стальных труб с D / T = 110 и D / T = 112 мало разницы, и, таким образом, рассматриваются как имеющие аналогичный показатель трубки в данном исследовании. Подробнее образцов дизайна представлены в таблице 1 и рис. 1.
Для всех тестов, осевой нагрузкой 1300 кН (292 кип) был впервые применен для испытания столбца и удерживается в постоянном во время тестирования. Как критерии столбцов модели CFT57-V и-V CFT112 подвергались стандартной циклического нагружения с переменной амплитудой дрейфа получить ответ от гистерезисных CFT столбцов. В стандартный протокол циклические нагрузки, три одного циклы были изначально приложенного к Образцы CFT57-V и-V CFT112 соответствующий прирост 0,25% коэффициент дрейфа пика, а затем три повторяющихся циклов нагружения были применены на пике отношений дрейф 1, 1,5, 2, 3, 4 и 6%. Дрейфа отношение определяется как боковым смещением нормированная высоте измеряется от верхней части фундамента до точки боковой загрузки приложений. Эта нагрузка процедура была продолжена до разрушения образца. Разрыв стальных труб на пластиковые петли месте ведет к видимой трещины в трубе и падение в пике боковых сил более чем на 20% к предыдущему максимальная сила определяется как отказ от денег и финансированием терроризма столбцов. Все остальные образцы были подвергнуты циклического нагружения при постоянной амплитуде дрейфа.
Образцы помечены C2, C4, C6 и были циклически нагружаемых при постоянном соотношении дрейфа пик 2%, 4% и 6% соответственно. Два экземпляра были протестированы на 2 и 6% для модели дрейфа столбцы с D / т 110. По сравнению с образцами CFT110-C2-1 и CFT110-C6-1, продольных швов шов Образцы CFT110-C2-2 и CFT110-C6-2 были слабее и трещины во время тестирования ..
Как показано на рис. 1, высота колонны с точки боковой применения силы в верхней части фундамента была 1500 мм (59,1 дюйма). Все образцы были спроектированы и изготовлены с 2000 мм (78,7 дюйма), 700 мм (27,6 дюйма) в ширину и 420 мм (16,5 дюйма) глубокий жесткой основе незавершенная и 500 мм (19,7 дюйма) верхней загрузкой незавершенная с 400 х 400 мм (15,7 х 15,7 дюйма) квадратного сечения. Незавершенная фундамента и верхней загрузкой статьи были в значительной степени усилены, чтобы предотвратить преждевременный износ во время тестирования. Круговой стальные трубы были перенесены из стальных пластин в цилиндрических оболочек с прямой сварки. Все круговой стальных труб для испытания были приварены к нижней пластине, что конец был укреплен четыре 10 мм (0,39 дюйма) в толщину ребер жесткости, чтобы обеспечить надежную связь с незавершенная основе. Стальные трубы были клетке со стальной арматуры для фундамента и верхней незавершенная перед заливкой бетона.
Свойства материалов
Для всех исследованных образцов, механические свойства труб стальных и бетонных приведены в таблице 1. Прочность Испытания проводились на трех образцах купон, которые были вырезаны из стальных труб для построения CFT столбцов. Средний ф текучести и среднего предельной деформации Au также показаны в таблице 1. Продольного армирования в столбец незавершенная и лад III степени арматуры со средним пределом текучести 361 МПа (52,4 KSI), а также поперечные подкрепления Grade II со средним пределом текучести 243 МПа (35,2 KSI), полученных от напряженности пробные тесты.
Испытательная установка
Все столбцы модели были протестированы с использованием тест установке, изображенной на рис. 2. Боковая сила была применена к началу модели столбу через 630 кН (142 кип) создание pseudocontrolled гидравлического привода. Постоянное осевой нагрузки был применен к колонке через почтовые натяжения два 50 мм (1,97 дюйма) диаметр высокопрочной стали с использованием двух стержней 1500 кН (337 кип) создание гидравлических полые гнезда. Сил стержней были переданы модели колонке поперечной балки установлены на возу незавершенная. Динамометр был связан в каждый разъем для контроля осевой нагрузки в ходе испытания. Насос и клапан сброса давления были использованы в сочетании чтобы свести к минимуму изменения осевой нагрузки за счет перехода колонны нейтральной оси во время тестирования. Для устранения изгиба высокопрочных стержней, специально разработанные контактный был подключен к нижней части каждого стержня. Введенных бокового перемещения измерялась как с датчиком перемещения привода и линейно дифференциальный преобразователь переменного (LVDT). Встроенный датчик нагрузки на привод записал соответствующий боковой силы.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Уровень циклических испытаний загрузки CFT колонны
На рисунке 3 показана наблюдается боковой гистерезисной кривой forcedeflection модели Колонка CFT57-V подвергаться стандартной циклического нагружения с наращивает отношения пик дрейф. В цикле с 0,75% пик дрейф отношение, данные из тензорезисторов на стальные трубы показали, что образцы CFT57-V уступил место примерно 350 мм (13,78 дюйма) выше основаниях. На данном этапе, сила-смещение отношения начали отходить от почти прямой упругой линии. В циклов нагружения с 1 коэффициент дрейфа%, пластический шарнир области стальных труб расширен до более 400 мм (15,75 дюйма) выше основаниях. В ходе третьего цикла на 1 коэффициент дрейфа%, небольшое местное выпучивание стальных труб было отмечено с обеих сторон перпендикулярно направлению нагружения на высоте примерно 65 мм (2,56 дюйма) выше основаниях. Местные выпучивания продвинулись более агрессивно и отображаются так называемых слона футов форму внизу конца. Существовал нет серьезной деградации грузоподъемностью до пика деформации достигла 6% дрейфа отношение.
После четырех полных циклов при соотношении 6 дрейфа%, трещин разрыва стали оболочки образцов CFT57-V были видны с обеих сторон перпендикулярно загрузки приблизительно в 32 мм (1,26 дюйма) выше основаниях. Порошковое конкретные упал из трещин стальной трубы, что указывает на дробления бетонного ядра ..
Рисунок 4 показывает, наблюдаемые гистерезисных кривых и окончательного провала картины образцов CFT112-V подвергаться стандартной циклического нагружения. Для этого образца, уступая в пластическом шарнире регионе также произошло во время погрузки стадии, соответствующей 0,75% коэффициент дрейфа пика. Тензометрических данных показал, что приносит высоте образца CFT112-V был 450 мм (17,72 дюйма) выше основаниях и на 1% коэффициент сноса, уступая области расширен до более 600 мм (23,62 дюйма) выше основаниях. Высота изгиба зоны по обе стороны от испытанного образца 60 мм (2,36 дюйма) выше основаниях. Как испытания продолжились, местное выпучивание образцов CFT112-V продвинулись более агрессивно и быстро, чем образцов CFT57-V. Пинчевания гистерезисной кривой наблюдался образцов CFT112-V и силы быстро деградировали во время циклов нагружения соответствующий коэффициент дрейфа 4% или больше. Разрыв стальной трубки образца CFT112-V произошли в положении примерно 25 мм (0,98 дюйма) выше, положение во время циклов нагружения в дрейф отношение 8% ..
Низкий цикла испытания на усталость CFT колонны
Цифры от 5 до 7 показывают, боковая сила-смещение гистерезисных кривых модели Столбцы CFT57-C2, CFT110-C2-1, CFT110-C2-2, а CFT112-C2, соответственно, подвергаются постоянному циклов амплитуда, соответствующая 2% боковой дрейф отношение. В первом цикле нагружения, уступая место в качестве бокового отклонения увеличилось за 1 коэффициент дрейфа%. Незначительные потери устойчивости стальных труб наблюдалась на высоте около 75 мм (2,95 дюйма) выше поверхности основе, 55 мм (2,17 дюйма), а 70 мм (7,56 дюйма) на колонке сжатия лица для образцов CFT57- C2, CFT110-C2-1, и CFT112-C2, соответственно, когда отклонение до 2% коэффициент дрейфа в первом цикле. На обратной экскурсии, выпучивание Было также отмечено, почти на тех же высотах выше основаниях. С помощью дополнительных циклов изгиба продвинулись с обеих сторон перпендикулярно направлению нагружения исследуемых образцов следует постепенное прочность и жесткость деградации. Щемящие в гистерезисных кривых можно видеть на рис. От 5 до 7 и более очевидным для модели Колонны CFT110-C2-1, CFT110-C2-2, а CFT112-C2 с тонкой трубы ..
В ходе третьего цикла погрузки, шов образцов CFT110-C2-2 трещины на высоте примерно 350 мм (13,78 дюйма) выше верхней части фундамента, однако, это было интересно отметить, что по сравнению с двумя другими коллегой Образцы CFT110-C2-1 и CFT112-C2, местных разархивации сварного шва не влияет на конечный усталости и поглощение энергии значительно. Для всех образцов, перетяжки из стальной трубы у колонны конец начал развиваться в последние цикла погрузки, за которым последовал разрыв. Трещины разрыва по-видимому проникли через трубку толщиной и пыли конкретные выплеснулся через разрыв в области пряжками, как ширина трещины разрыв увеличился.
Модель Колонны CFT57-C4, C4-CFT110 и CFT112-С4 были протестированы при повторном нагружении при постоянном соотношении дрейфа 4%. Их сила-смещение отношения результатов, полученных в ходе тестирования приведены на рис. 8 к 10, соответственно. Когда толкнул в первом цикле, боковые силы образцов CFT57-C4 росла медленно, как деформации превысил 1,5% дрейфа отношение и достигла максимальной нагрузки на пике отношение дрейфа 4%. Для образца CFT110-C4, максимальная сила была разработана при деформации на 2% дрейфа и деградировавших медленно, так как деформация увеличилась до 4% дрейфа. Для образца CFT112-С4, однако, силы деградации не видел, пока дрейф доля достигла 2,7%. Видимые выпучивания появились с обеих сторон перпендикулярно направлению нагружения исследуемых образцов и пластический шарнир образуются на высоте выше положение примерно 70, 55 и 62 мм (2,76, 2,17 и 2,45 дюйма) для образцов CFT57-C4 , CFT110-C4 и C4-CFT112, соответственно. Как и в случае предыдущих тестов, пинчевания гистерезисных кривых наблюдается особенно в две колонны CFT с тонкой стальной трубки.
Измеренные данные в тензодатчиков внизу концы колонны показал, что максимальная нагрузка превысила более чем 20000 микродеформаций. В ходе последующих циклов нагружения, местное выпучивание продолжает развиваться с обеих сторон, и щипать в гистерезисных кривых стало более заметным с постепенным прочность и жесткость деградации. Испытания были остановлены, когда разрыв стальных труб разработана в пластическом шарнире зоны в течение последнего цикла нагружения ..
Образцы CFT57-C6, CFT110-C6-1, и CFT110-C6-2 были подвергнуты повторной загрузки при постоянной амплитуде смещение, соответствующее отношение дрейфа 6%. Гистерезисного поведения сила-смещение приведены на рис. 11 и 12, соответственно. Образцы CFT57-C6 достигли максимальной боковой силы на 6% дрейфа отношения в первом цикле нагружения. Что касается двух других образцов с тонкой стальной трубы, loaddeflection кривых сошел после разработки Максимальная нагрузка, как дрейф коэффициент увеличился за 2%. Шов образцов CFT110-C6-2 трещины, когда дрейф соотношение превысило 4% в течение первого толчка. Общее поведение образцов CFT110-C6-2, однако, не слишком отличается от его коллегой модели Колонка CFT110-C6-1. Щемящие, которая наблюдалась в гистерезисных кривых на рис. 11 и 12. Устойчивость появились в пластическом шарнире зоны с обеих сторон испытанных образцов на высоте примерно 75 мм (2,95 дюйма) выше, основу для CFT57-C6, а примерно 60 мм (2,36 дюйма) для CFT110-C6-1 и CFT110-C6-2, соответственно.
В ходе второго цикла погрузки, прочность и жесткость колонны существенно сократилось, что свидетельствует о серьезном ущербе в стальной трубы и бетонного ядра в пластическом шарнире области индуцированных крупномасштабного вторжения деформации. При продолжении нагрузки, изгиб продвинулись на концах образцов с обеих сторон перпендикулярно направлению нагружения. В ходе седьмого цикла погрузки, разрыва труб произошло у колонны концов для всех образцов ..
На основании экспериментальных данных, записанных в точках пика дрейфа показано на рис. 11 и 12, общей деградации силы по отношению к боковым силу в первый цикл образцов CFT57 было примерно 40% в связи с тем пока образцов CFT110 деградировавших примерно на 32%. Таким образом, следует отметить, что ухудшение состояния несущей способности при Велоспорт на 6% дрейф был несколько более тяжелым для столбца с более толстыми стальных труб, чем те, с тонкой стальной трубки. Следует отметить, что испытания серии образцов CFT110 и CFT112 была примерно такой же D / т, в то время как прочность бетона была иной. Тем не менее, коллега модели столбцов CFT110 и CFT112 серии, по существу, идентичны ответ усталости, о том, что различия в прочности бетона в диапазоне испытаний, проведенных в этом исследовании можно пренебречь.
ОТНОШЕНИЯ усталости
Гроб-Manson отношения
Количественной оценки ущерба, в структурах и их компонентов является важным аспектом сейсмической оценки. Из многочисленных факторов, связанных с сейсмической повреждения являются сложными и взаимосвязанными, различные повреждения индексных выражений и схем ущерб моделирования можно увидеть в литературе. Среди них, общей, но простой подход основан на Гроб-Manson отношения (Coffin 1954; Manson 1953) и правила шахтера (Майнер 1945) для оценки их совокупного ущерба. Гроб-Manson гипотезы определяется выражением вида
где Аналогичная зависимость больше подходит для описания повреждений в стальных конструкционных элементов был предложен др. Krawinkler и др. (1983)
N ^ к югу 2F = C ^ SUP -1 ^ (к югу
где Используя ту же концепцию уравнения. (2), принимая деформации в качестве параметра, уравнения. (1) может быть переписано следующим образом
где А определенные бокового дрейфа отношение, а Аналогичное уравнение было использовано для описания усталостной долговечности железобетонных колонн моста Аль-эль-Bahy и др. (1999a, б). Сейсмической реакции сооружения во время землетрясения предложил, что было бы более целесообразно использовать половину цикла, а не полных циклов (Перера и др.. 2000), поэтому уравнение. (3), пересмотрено
где N ^ ^ е югу это число половине циклов до разрушения.
С текущей экспериментальной программы, следующие два усталости жизни уравнений для оценки ущерба, из двух типов КТП колонны подвергались все возможные сценарии загрузки получены статистически
для D / т = 57,
для D / T = 110 (в том числе 112),
Коэффициенты корреляции для уравнения. (5) и уравнения. (6), 0,997 и 0,998, соответственно. Используя данные из всех испытаний, независимо от разницы в толщине стальных труб, следующее уравнение с коэффициентом корреляции 0,996 была получена
На рисунке 13 показана экспериментальных данных усталости жизни наряду с отношения получаются из уравнения. (7).
Шахтерская правило совокупный ущерб
Гипотеза правило шахтера (Майнер 1945) на основе линейного накопления повреждений, которая постулирует, что ущерб, за экскурсии 1/Nf, и что ущерб от экскурсия с различных пластических деформаций могут быть объединены по линейному закону. правило шахтера оценить совокупный ущерб применяется следующим образом
D ^ м к югу =
где ДМ показателя повреждения; Дмитриевна является повреждение индекса на определенном соотношении дрейфа в половине цикла я и Ni это число половине циклов до разрушения в дрейф уровень, соответствующий полупериод I. Повреждения индекса является весьма важным при оценке безопасности новых и уже существующих структур, а также в создании основы для сейсмических модифицированной принятия решений, поскольку она служит средством количественной структурной деградации в результате землетрясений и определяет меру структурных безопасности.
Для всех испытаний, в этом исследовании, стали уступая был записан в образцах после достигает или превышает примерно 1% дрейфа, подтвержденные показания тензометрических на колонну конца. Таким образом, выход деформации был взят 1% дрейфа. Предполагается, что деформация ниже 1% дрейфа отношение индуцированного незначительным или без ущерба для образца.
Чтобы показать, как эта процедура применяется для оценки совокупный ущерб от CFT колонны, модель Колонка CFT57-V берется в качестве примера. Из результатов испытаний приведены в таблице 2, столбец модели был подвергнут шесть циклов половина на 1, 1,5, 2, 3 и 4% дрейфа и девять циклов половина на 6% в результате дрейфа его из строя. На основании уравнения. (5) в этом столбце может поддерживать 1191 циклов половина на 1% дрейфа отношение, 432 циклов половина на 1,5% дрейфа, половина 210 циклов на 2% дрейфа, 76 половине цикла на 3% дрейфа, 37 циклов в половине 4% дрейфа, и 13 половине цикла на уровне 6% дрейфа. Таким образом, ущерб, индекс циклических груз, установленный на модели Колонка CFT57-V по оценкам, основанного на верховенстве шахтера следующим образом: 6 / 1191 6 / 432 6 / 210 6 / 76 6 / 37 9 / 13 = 0,98, что показано в Таблица 2.
Рассчитывается совокупный индексов ущерб в результате циклического нагружения испытанного колонны CFT показано в Таблице 2 разбросаны вокруг значения 1,0, с диапазоном от 0,81 до 1,26, что указывает на правило шахтера дает разумное приближение в оценке провала модели столбцов.
Оценка усталостных модели
На основании статистического анализа результатов испытаний, повреждений факторы (4) для круговой колонны CFT Предлагаются следующие
... (9b)
где / '^ к югу со ^ и /' ^ ^ к югу вв являются пределом прочности при сжатии незамкнутыми и только конкретные, соответственно. Диаметр стальной трубы к толщине D / т берется как основной параметр, который влияет на долговечность круговой колонны и финансированием терроризма, с коэффициентом корреляции 0,92. Второй параметр е '^ к югу соре / е' ^ ^ к югу вв также значительное влияние D / т. Тем не менее, эти уравнения необходимо провести дальнейшее расследование, когда появятся дополнительные данные, и в будущем.
Как правило, ограничивается для бетона, е '^ к югу со ^ и /' ^ ^ к югу вв имеют следующие соотношения (Ричарт и др.. 1928)
... (10)
где F1 является боковое давление удерживающего, которые могут быть оценены на основе критерия Мизеса для стальных труб, и К заключения эффективности коэффициента широко используется значение 4,1, предложенный др. Ричарт и др. (1929). На рисунке 14 показано поверхности следы усталости ЦФТ столбцов, если значение / '^ ^ к югу см / ж' ^ к югу соре берется 1,7 и D / т колеблется между 30 и 150.
Для проверки применимости модели усталости, оценка была проведена с использованием имеющихся данных о CFT колонны проверен Elremaily и Azizinamini (2002), Сяо и др.. (2004), и Марсон и Бруно (2004). Механических свойств материалов, а также образец подробности приведены в таблице 3. Ущерб индексов из этих колонн CFT были получены при усталости модели, как показано в таблице 4. Усталость индексов столбцов CFT были слегка переоценили с максимальной разницей между прогнозируемым и наблюдаются повреждения около 20%.
ВЫВОДЫ
На основании малоцикловой усталости испытаний и циклических испытаний боковой загрузкой крупных конкретные заполнить трубу (CFT) модель колонны сообщили в настоящем документе, следующие выводы можно сделать:
1. Усталостной долговечности CFT колонны различной для образцов с различной стальных труб диаметром до толщины отношений. Экспериментальные результаты показали, что CFT образцов с толстой стальной трубы выполняются намного лучше, чем коллега образцов с тонкой стальной трубы на малых боковых сугробы, а движение в обратном направлении было верно для циклических испытаний при больших сугробов. Этот факт позволяет предположить, что из стальных труб конфигурации эффект играет важную роль в малоцикловой усталости провал CFT колонны, хотя дополнительные данные, которые необходимы для дальнейшего проверки этого заключения;
2. Основные факторы, влияющие на поведение гистерезисных колонн CFT являются D / т, осевые нагрузки уровне, а также механических свойств материалов. По сравнению с эффектом D / т, бетона на сжатие не было показано, что основным фактором в малоцикловой усталости неисправности полигоне этого исследования;
3. На основании результатов испытаний, эмпирические уравнения были созданы, чтобы выразить отношение отношения между сносом и число полупериодов на отказ малоцикловой анализа усталостной долговечности CFT колонны;
4. Было показано, что результаты испытаний CFT колонны примерно после линейного накопления повреждений на основе ущерба правило шахтера, а также
5. Применение линейных правило накопления повреждений шахтера в сочетании с усталостью жизни выражение на основе среднего D / т CFT колонны протестированы в данном исследовании при условии разумной оценки усталостной долговечности других образцов, взятых из имеющихся экспериментальных данных в литературе .
Авторы
Исследования, описанные в данной работе был проведен министерством образования Ключевые лаборатория строительной безопасности и эффективности, Центра комплексных исследований в области защиты инженерных сооружений (Сипрес) Хунань университета. Исследований при финансовой поддержке Программы Янцзы ученых и инновационных исследований Команда проекта Министерства образования Китая (IRT0619 проект №) и Диссертационные исследования Фонда. Также было проведено исследование в рамках совместных программ исследований между Хунань университет, университет Южной Калифорнии и Университета Калифорнии в Дэвисе.
Ссылки
Гроб младший, LF, 1954, "Изучение влияния циклических термических напряжений на пластичного металла," Труды Американского общества инженеров-механиков, В. 75, с. 931-950.
Эль-Bahy, A.; Kunnath, SK; камень, W.; и Тейлор, AW, 1999a, "Cumulative сейсмических ущерб циркуляра Колонны мост: Уровень и тестов малоцикловой усталости", ACI Структурные Journal, V. 96, № . 4, июль-август, с. 633-641.
Эль-Bahy, A.; Kunnath, SK; камень, W.; и Тейлор, AW, 1999b, "Cumulative сейсмических ущерб циркуляра колонны моста: Переменная Тесты Амплитуда", ACI Структурные Journal, V. 96, № 5, сентябрь .- октября, с. 711-719.
Elremaily А., Azizinamini А., 2002, "Поведение и прочность бетона циркуляр наполненной стальные колонны труб", журнал конструкционных исследований стали, В. 58, № 12, с. 1567-1591.
Filippou, FC; Попов, Е. П. и Бертеро В.В., 1986, "Аналитические исследования гистерезисных Поведение R / C шарниры," Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 112, с. 1605-1622.
Флорес-Лопес, J., 1995, "Простая модель одностороннего ущерба для RC Рамы," Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 121, № 12, с. 1765-1772.
Ферлонг, RW, 1968, "Дизайн-Сталь Блины бетона Beam-Столбцы" Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 94, № 1, с. 267-281.
Кингсли, A.; Уильямс, T.; Lehman, D.; и Редер, C., 2005, "Экспериментальное исследование Колонка к закладке фундамента соединения для высокопрочных бетонных ванадиевой стали Трубка строительства" Стальные конструкции, V . 5, с. 377-387.
Krawinkler, H.; Zohrei, M.; Лашкари-Irvani, B.; Cofie, Н. Г. и Хадиди-Tamjed, H., 1983, "Рекомендации для проведения экспериментальных исследований по сейсмическому Поведение стальных деталей и материалов, Джон Блум Center Report № 61, Стэнфордский университет, Пало-Альто, штат Калифорния.
Мандер, JB; Пристли, MJN и Парк Р., 1988, "Теоретические модели напряженно-деформированного для замкнутых Бетон," Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 114, № 8, с. 1804-1826.
Manson С.С., 1953, "Поведение материалов в условиях теплового стресса," Инженерная механика разрушения, Мичиганского университета, Ann Arbor, MI, с. 9-75.
Марсон, J., и Бруно, М., 2004, "Циклические испытания бетона наполненной циркуляр стальной мост Пирс После Блины фиксированной основе детализации," Журнал мостов, ASCE, т. 9, № 1, стр. 14. -23.
Майнер, М., 1945, "Cumulative ущерб в Усталость," Журнал прикладной механики, V. 12, № 3, с. A159-A164.
Nakahara, H.; Ninakawa, T.; и Sakino, К., 2003, "Циклические Гибка поведение конкретных Заполненные стальные трубчатые колонны под постоянной нагрузкой гравитации," Журнал структурной и строительство, МОС, № 568, стр. 139. -146.
Парк, YJ, и Ang А.С., 1985, "механистические модели сейсмической ущерба для железобетона," Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 111, № 4, с. 740-757.
Перера, R.; Carnicero, A.; Аларкон, E.; и Гомес, S., 2000, "Усталость Модель Ущерб для сейсмического отклика RC структуры" Компьютеры и сооружений, В. 78, с. 293-302.
Ричарт, ИП, Brandtzaeg, A.; и Браун, Р. Л., 1928, "Изучение разрушение бетона в сложном напряженном сжатие", бюллетень № 185, Университет штата Иллинойс инженерно опытная станция, Урбана, Иллинойс.
Ричарт, ИП; Brandtzaeg, A.; и Браун, Р. Л., 1929, "Отказ от равнины и спирально железобетона в сжатия", бюллетень № 190. Иллинойского университета инженерной опытная станция, Урбана, Иллинойс.
Roufaicl, MSL, и Майер, К., 1987, "Аналитическое моделирование гистерезисных Поведение R / C рамки" Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 113, № 3, с. 429-443.
Sakino, К., 2006, "замкнутые бетона в бетонных Заполненные стальные трубчатые колонны", Международный симпозиум по замкнутых бетона, SP-228, американский институт бетона, Фармингтон, М., с. 267-288.
Sakino, K,. и Tomii, М., 1981, "гистерезисных поведение конкретных заполненной площади стальные трубчатые Луч-Column Ошибка при изгибе," Труды Института Японии бетона, В. 3, с. 439-446.
Такеда, T.; Sozen, M. Nielsen, Н. Н., 1987, "Железобетонные Ответ на имитации землетрясений," Журнал структурного подразделения, ASCE, V. 96, с. 2557-2573.
Tarics А.Г., 1972, "Бетон-Заполненные стальные колонны для строительства многоэтажных," Современная стальная конструкция, V. 12, с. 12-15.
Wang, М.Л., и Шан, SP, 1987, "Железобетонные модель гистерезиса, основанная на концепции ущерба," Инженерная землетрясения и структурной динамики, V. 15, с. 993-1003.
Сяо, Ю., Он, WH и Чой, KK, 2005, "замкнутые бетона наполненной трубчатые колонны" Журнал строительной техники, ASCE, В. 131, № 3, с. 488-497.
Сяо, Ю., Он, WH, и Мао, XY, 2004, "Развитие замкнутых бетона Заполненные трубчатые (CCFT) Столбы", журнал строительных конструкций, V. 25, № 6, с. 59-66.
Сяо, Ю., Он, WH; Мао, XY; Цой, К. К., и Чжу, PS, 2003 ", конфайнмента Дизайн CFT столбцы для улучшения сейсмические характеристики," Труды Международного семинара по стали и бетона композитных материалов (IWSCCC- 2003), Тайпей, Tiawan, с. 217-226.
GW Чжан аспирант и младший научный сотрудник университета в провинции Хунань, Чанша, провинция Хунань, Китай. Он также приглашенный научный сотрудник в Университете Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, Калифорния, авторами которого являлись Китай Стипендия Совета. Он получил степень бакалавра в области гражданского строительства университета из провинции Хунань в 1998 году. Его исследовательские интересы включают проектирование сейсмостойких сооружений из стали и бетона композитных конструкций и экспериментальный анализ.
Входящие в состав МСА Ю. Сяо является Директор-основатель Министерство образования Ключевые лаборатория строительной безопасности и эффективности и Наблюдательного декан строительный техникум в провинции Хунань университета. Он является профессором в Департаменте гражданской и экологической инженерии, Университет Южной Калифорнии. Он является членом комитета ACI 335, композитный и гибридных структур и совместной ACI-ASCE Комитет 441, железобетонных колонн. Его исследовательские интересы включают гибридных и композитных систем.
С. Kunnath, ВВСКИ, в настоящее время профессор в Департаменте гражданской и экологической инженерии в Университете Калифорнии-Дэвис, Дэвис, Калифорния. Он также имеет выдающийся Посещение профессора в университете провинции Хунань. Он является членом комитетов МСА 335, композитный и гибридных структур; 374, основанным на показателях деятельности проектирование сейсмостойких зданий и сооружений бетона и 375, основанным на показателях деятельности Проектирование зданий Бетон для ветровых нагрузок. Он получил ACI структурных исследований "в 2001 году. Его исследовательские интересы включают анализ сейсмической железобетонных конструкций и гибридных систем.