Оценка комплекте сращивания Бар Lap
Очень имеются лишь ограниченные данные в отношении соединений и крепления в комплекте баров. ACI 318-05 запрещает сплайсинга целых пучков, а также использует мультипликаторов увеличение потребовало разработки и склеивать длина комплекте баров заменить отсутствие связи сопротивление со стороны основных между комплекте баров. Исследования, описанные в настоящем документе предпринята попытка оценить поведение комплекте сращивания бар. Использование пучка 16 образцов, сращивания двух-, трех-и четырех-бар расслоения были сопоставлены с сращивания отдельных баров с той же площади поперечного сечения. Независимо от количества баров в пучок, промежуточными сгруппированных баров были же силы, как сращивания отдельных баров с той же бар. Влияние длины развития и удержания был одинаков для всех образцов. Особи, у которых были целые пучки сращивания имели такую же производительность, как эквивалентные образцов одного-бар.
Ключевые слова: крепления; связь; комплекте баров; арматуры; соединения.
ВВЕДЕНИЕ
В изгибе членов, использование большого количества баров в один слой может привести к перегрузке и трудности в размещении и укрепления бетона. Использование нескольких слоев напряженности баров снижает эффективность усиления. Большего диаметра бар, который может заменить несколько небольших баров, не всегда, поскольку практическое решение проблем, связанных с мест и более долгосрочное развитие и требования сращивание длины.
Размещение арматуры в пачках имеет ряд преимуществ: оно улучшает четкое расстояние, позволяет легче бетонных, поддерживает эффективную глубину изгиба членов и обеспечивает большую площадь для связи с конкретным по сравнению с аналогичными крупные бары.
Когда коррозионные свойства комплекте укрепление считается, однако, можно сказать, что это создает худшем положении, чем традиционные подкрепления. Чем больше площадь причин большей площадью поперечного сечения потерь за тот же проникновения в сравнении с аналогичными одного бара. Средней части трех-и четырех-бар связках, могут оставаться пустыми и служат в качестве поставщика для кислорода коррозии.
Строительные нормы и правила позволяют использовать в комплекте подкрепление в группах по два, три или четыре бара. Хотя ACI 318-051 положения в целях развития и сращивание длины армирования на основе экспериментальных данных, лишь весьма ограниченные данные существуют на комплекте-бар сростков.
Цель этого исследования заключается в изучении поведения экспериментально напряженности коленях сращивания сгруппированных баров в трещины бетона при изгибе нагрузок. Поведение сращивания комплекте-бар коленях это по сравнению с эквивалентным сращивания одного-бар.
Основной переменной в этом исследовании количество баров в сращивания расслоения. Эффекты слоя бетона, сращивание длины, родов, а общая площадь баров в комплект также изучаются.
ИСТОРИЯ
Когда баров коленях сращивания, они, как правило, положил рядом друг с другом. Взаимодействие кольцо напряжения напряжения вокруг бара создает овальное растяжения, но в остальном связи разработан баров сравнима с одной баров на растяжение (рис. 1). Хотя деформированных бары с большими заключения могут подвергаться вывода неудачи, разделив сопротивление регулирует уровень связи подчеркнуть, что бетон может сохранить для большинства практических конкретных размеров. Orangun др. al.2 предложил метод расчета для оценки прочности закрепленных и сращиваются баров на основе нелинейного регрессионного анализа результатов тестирования. Этот метод расчета совпадает с выражениями, предложенных в последние studies3, 4 о прямой корреляции между прочность и диаметр якорь баров. Другие факторы, влияющие на связке прочности бетона, бетона и помещение стремена. Orangun др. al.2 доклад никакой разницы в развитии длины якорь, необходимых для баров и баров внахлест, и многие другие исследователи отмечают тот же результат ..
Хансон и Reiffenstuhl5 сообщили три испытания в комплекте баров неудачу в связи и пришел к выводу, что объединение подкрепление безопасной подробно практике тех пор, пока каждого столбца в отдельности и на якоре.
Jirsa др. al.6 сообщили подробное исследование на якоре в комплекте баров, включая восемь образцов два-бар расслоения, threebar расслоения и четыре-бар расслоения, в дополнение к одной баров, все с той же площади. Они пришли к выводу, что бары в связке действовать как единое целое, и было введено понятие эффективной периметру комплект, рассмотрел пакет также ряд прилегающих кругов, за исключением раздела не подвергается бетон в интерьере расслоения (рис. 2). Они также отметили, однако, что в связи с тем, средняя напряжение связи рассчитываются на основе эффективной площади пучка было примерно 23% до 45% ниже, чем напряжение связи рассчитаны на основе испытаний с аналогичными одного бара (бар с той же сечения области, как пучки). Jirsa др. al.6 рассмотрели распределение нагрузки в одной связке. Данные, собранные в течение трех-и четырех-бар расслоения не показали четкой тенденции в распределении напряжений в связке между барах, расположенных на той же глубине в пределах раздела. Хотя в большинстве случаев напряжение в два-бар комплект был распространен примерно поровну между баров, три и четыре-бар пучков наблюдалась значительная разница между стресс в барах.
Jirsa др. al.6 не предусматривает сопоставление крепления потенциала идентичных образцов в комплекте с одним и бары-за различий в бетонное перекрытие. Тесты проводились на якоре баров, поэтому поведение коленях сращивания целых пучков не могут быть рассмотрены ..
В то время как ACI 318-051 требует использования одного бара диаметра происходит от эквивалентной площади на месте расслоения (эквивалент бар) при определении расстояния между крышкой и последствия заключения, основные длины развития вычисляется диаметров отдельных баров в пачке. ACI 318-05 требует развития длина отдельных баров быть увеличена на 20% за три-бар расслоения и 33% за четыре-бар расслоения ", потому что группировка затрудняет мобилизацию связи сопротивление со стороны основных между решеткой". Это означает, что ACI 318 принимает эффективные концепции площадь поверхности, изображенной на рис. 2. Никакое увеличение длины развития необходимо в течение двух-бар расслоения, а на всей поверхности обоих барах подвергается бетон. МСА 318 требует, чтобы колени сращивания расслоений быть заключена в стременах и связи и запрещает коленях сращивания целых пучков в виде отдельных баров. Вместо этого, отдельные штрихи из комплекта должны прекратить в разных точках, по крайней мере 40-бар диаметра шатаются.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Программы исследований сообщили в настоящем документе позволяет лучше понять поведение напряженности коленях сращивания сгруппированных баров под изгибных нагрузок в трещины бетона. Поведение сращивания комплекте-бар коленях это по сравнению с эквивалентным сращивания одного-бар с таким же сечением расслоения. Исследование охватывает пучки два, три и четыре бара. ACI 318-05 мультипликаторов для соединения длины рассматривается и возможность сращивания целых пучков оценку.
Экспериментальная программа
Испытательные образцы
В общей сложности 16 образцов пучка были протестированы в данном исследовании. Усиление напряженности на стороне сращиваются в середине пролета (рис. 3 и 4). Габаритные размеры исследуемых образцов и схемы нагружения были сопоставимы с недавних исследований по splices.7, 8 Хотя испытуемых балок были сравнительно мелких, сращивания подвергались граничные условия (бетона, стремена, а изгиб трещины), аналогичную тех типичных пучков. Четкое расстояние между арматуры в области соединения в два раза боковую крышку. Типичным примером сращивания коленях пучка была изменена, чтобы различные конкретные заключения (боковую крышку и половины расстояния ясно) без изменения эффективной глубины пучков (рис. 4). Это изменение позволило сопоставление результатов с образцами различных обложек и различной ширины пучков. Ширина сечения были сокращены на напряжение зоны. Ширина зоны сжатия остается постоянной во всех образцах (240 мм [9,45 дюйма]), сохранение эффективной ширины пучка.
Чтобы сравнить поведение в комплекте баров, что эквивалентной одной баров, образцы были сделаны с одного бары с площадью поперечного сечения эквивалентной двух-, трех-и четырех-бар расслоения. Образцы были разделены на пять групп в зависимости от длины соединения, бетонные покрытия, стремена, эквивалентным диаметром от сращивания бары (табл. 1).
Четыре перспективе обозначение образца был использован. Первое слагаемое определяет эквивалентный диаметр каждого набора сращивания баров. Второй термин обозначает количество баров в пачке. Третье слагаемое сращивание длины. Четвертое слагаемое представляет собой четкие конкретные покрова. "Святой" в пятый термин указывает образцов в стременах соединения регионе.
* Первые четыре группы, представленные образцы с сращивания усиление напряженности в составе комплекте бары с общей площадью поперечного сечения равной одной 25 мм (0,98 дюйма) бар. Контрольного образца в каждой группе было усиление напряженности одного 25 мм (0,98 дюйма) бары (не поставляется). Два 18 мм (0,71 дюйма) в комплекте бары общей площадью 508,9 мм ^ SUP 2 ^ (0,79 in.2), или эквивалентную диаметром 25,4 мм (1 в). Таким образом, разница в диаметре между двумя 18 мм (0,71 дюйма) в комплекте баров и один 25 мм (0,98 дюйма) бар только 1,8%. Кроме того, четыре 12 мм (0,47 дюйма) бары общей площадью 452 мм ^ 2 ^ SUP (0,70 in.2) или эквивалентным диаметром 24 мм (0,94 дюйма). Разница в диаметре между четырьмя 12 мм (0,47 дюйма) в комплекте баров и один 25 мм (0,98 дюйма) бар только 4%. Каждый луч в первом четыре группы были два множества баров напряженности, как сращивания в том же месте.
* Пятая группа представлена образцов с сращивания усиление напряженности в составе комплекте баров эквивалентно одному 32 мм (1,26 дюйма) бар. Связки из двух 22 мм (0,87 дюйма) баров, три 18 мм (0,71 дюйма) баров, четыре 16 мм (0,63 дюйма) баров были использованы. Разница в диаметре между этими узлами и одним 32 мм (1,26 дюйма) бар в 2,8%, 2,6% и 0% соответственно.
Не было возможности проверить баров точно диаметре из-за ограничения стандартных размеров бар. Различия в диаметре, однако, не считаются значительными, и ожидается, оказывают незначительное влияние на результаты этого исследования.
Лучшие укрепление во всех образцах состояла из двух 16 мм (0,63 дюйма) баров. Stirrups 8 мм (0,31 дюйма) баров были представлены на расстояние 10 мм (4 дюйма) в сдвиговом службы. Stirrups были продлены до соединения регионе образцами B4, B5, B6 и только. Три стремена были помещены в длину соединения в этих трех образцов для изучения влияния лишения свободы. Хотя раздел без поперечной арматуры по длине соединения, как правило, не принимаются и на практике большинство образцов были изготовлены без стремян в области соединения для захвата влияние каждой переменной (количество баров в узелок, бетона, стремена, а длина соединения ) независимо. По той же причине, все подкрепление сращивания за тот же раздел в образцах соединения испытания. Аналогичная процедура применяется в предыдущих исследованиях splices.7, 8
Материалы
Конкретные прочность на сжатие для каждого образца в день тестирования (табл. 1) была определена путем тестирования три 150 мм (5,9 дюйма) кубиками. Лечение цилиндров так же, как лучи. Разница в бетоне прочностью на сжатие различных образцов был сравнительно низким и ее влияние на результаты пренебрежимо малы.
Оценка 52 арматура была использована в данном исследовании. Испытания текучести сращивания запорами 438, 462, 479, 491 и 495 МПа (63, 67, 69, 71 и 72 KSI) на 32, 25, 18, 16 и 12 мм (1,26, 0,98, 0,71, 0,63 и 0,47 дюйма) баров, соответственно. Текучести 8 мм (0,31 дюйма) запорами 503 МПа (73 KSI). Образцы были направлены на неудачу в связи при напряжениях ниже доходности.
Испытание установки и процедуры
Загрузка установки показана на рис. 3. Пучка образец был сделан на два ролика поддерживает и нагрузки применяются для изготовления единый момент соединения регионе. Нагрузки был применен с использованием гидравлического овна с шагом в 5 кН (1,1 кип). Нагрузки прирост уменьшился до 2,5 кН (0,56 кип) при нагрузке подошел предполагаемая численность образца. Приложенной нагрузки, отклонения в середине пролета, а также штаммов, разработанные в продольных балок, в области соединения были измерены. Пять мм (0,2 дюйма) тензодатчиков были приклеены на каждом баре 130 мм (5,12 дюйма) друг от друга на очень небольшую площадь (3 х 7 мм [0,12 х 0,28 дюйма]), чтобы свести к минимуму сокращение связей области соединения длины.
TEST РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Режим провал
Крекинга последовательности после аналогичных структур во всех тестах. Прочность трещины появились в нижней части пучка в форме момента регионе. Трещины на обоих концах соединения расширенной вверх с ростом нагрузки. Горизонтальные трещины по всей длине сращиваются бар появился на провал (рис. 5). В некоторых случаях, другой трещины было отмечено в нижней части балка по всей длине соединения. За исключением образцов, B4, B5, B6 и (образцы с стремена в области соединения), в случае была внезапной, и груз упал сразу же доля максимальной нагрузке. В образцах с стремена в области соединения, отказ был отмечен увеличением смещения с постепенным уменьшением нагрузки. Никакой разницы между отметил растрескивания и разрушения структуры одиночных и в комплекте образцов бар.
Бетона был удален после тестирования, а также визуальный осмотр показал, что все бары в пучок имел тот же скольжения, показывая, что пучки действовали как единое целое.
Результаты 16 пучка образцов (максимальной нагрузки, соответствующие прогибы, а средняя измеряется усиление напряжения) приведены в Таблице 1. Прогиба от нагрузки поведение всех образцов аналогичного до аварии и после шаблона, показанного на рис. 6. После неудачи, образцы с стремена устойчивого более высоких нагрузках по сравнению с другими образцами.
Бар напряжения
Бар напряжений определялись из тензорезисторов на брусьях. Разница между максимальной измеренной нагрузки и нагрузки рассчитываются с использованием соответствующих штаммов измеряется бар применения линейной трещины разделе анализа была менее 6%. Это свидетельствует о достоверности данных, тензометрических.
Рисунок 7 показывает средний профиль стресс бар при максимальной нагрузке по длине соединения для образцов, в комплекте с сращивания бар и один бар. Распределение напряжений по длине соединения был одинаков для одного и поставляются баров, указав, что использование в комплекте баров не изменяет скорость передачи силы вдоль соединения длины. Распределение напряжений по длине сращивания для всех испытанных образцов были те же тенденции.
Рисунок 8 показывает измеряется бар штаммов в начале соединения в заговоре против нагрузках в течение трех образцов с двух-и четырех-бар расслоения. Изучение бар подчеркивает в одной связке показали, что в два-бар расслоения, растягивающие силы были распределены примерно поровну между двумя барами. В пяти образцах с четырьмя-бар расслоения, не было устойчивых тенденций в распределении напряжений в связке между стойками на той же глубине внутри раздела. Максимальная разница напряжений между отдельными бар и средний пучок внимание было 18% (образца 25-b4-sp380-C35 [B9]). Это согласуется с наблюдениями Jirsa al.6 др. Тем не менее, среднее напряжение, бар в течение четырех-бар пучков была близка к соответствующей два-бар расслоения и эквивалентные образцов одного-бар.
Поскольку распределение напряжений между баров в связке имеет важное значение для полного понимания поведения в комплекте баров и может повлиять на пластических свойств пучка в случае уступая, в дополнение к тем никакой тенденции для этого распределения было отмечено в этом исследовании или в том, что "Аль-Jirsa и др., 6 было решено, что изгиб, не приведет к пониманию этого наблюдения. Он рекомендовал, чтобы в будущих исследований, испытаний трех-и четырех-бар пучков проводится с использованием образцов, которые позволяют точные измерения отдельных бар скользит и напряжений.
Влияние количества баров в пачке-Рисунок 9 показывает сравнение пять групп образцов, с единственной переменной в каждой группе это количество баров: единый эквивалентный баров, два-бар расслоения, три-бар расслоения или fourbar расслоения. Следующие выводы могут быть сделаны.
* Максимальная нагрузка в течение двух-бар комплекта образцов варьировалась от 92% до 117% от максимальной нагрузки эквивалентной образцов одной строке, со средним значением 104%, а стандартное отклонение 10,8%;
* Максимальная нагрузка в течение четырех-бар комплекта образцов варьировалась от 100 до 111% от максимальной нагрузки спутника одного-бар образцов, при среднем значении 109%, а стандартное отклонение 5,7% и
* Только один три-бар образец комплекта соединение (B15) была проверена. Максимальная нагрузка на этот экземпляр был 7% меньше, чем у соответствующего образца одного-бар.
На основании этих наблюдений, прочности для сгруппированной-бар сращивания представляется таким же, эквивалентных сращивания одного-бар. Увеличение эффективного периметру комплекте баров по сравнению с эквивалентной одной бар (41, 44 и 50%-сослаться на рис. 2 и таблица 2) не улучшить соединения силы. Этот вывод находится в согласии с "Аль Jirsa и др., 6, который отметил, что окончательное напряжение связи рассчитываются на основе комплекта эффективная площадь поверхности была значительно ниже, чем предел прочности связи рассчитаны на основе испытаний с аналогичными одного бара. Это означает, что прочность соединения, а регулируется путем расщепления неудачи, ограничивается определенной силой для данного заключения, независимо от того, что усилие через один бар или пучок стержней.
Поставляемый баров не имеет существенного или последовательное воздействие на пучке жесткости. Разделив максимальную нагрузку по центру прогиба (как это указано в таблице 1) показал, что разница между жесткости в комплекте образцов бар и бар единичных образцов в пределах одной группы колебался от 1,7% до -4,8%.
Влияние соединения длины эффекты снижения соединения по длине в комплекте-бар сращивания аналогичны тем, которые для сращивания singlebar, как показано на рис. 10. Уменьшение длины соединения на 34% (с 380 до 250 мм [от 15 до 10 дюймов]) приводит к снижению разрушающая нагрузка составляет 39% в два-бар образцов расслоения, от 28% в четыре-бар образцов узелок, 28% для соответствующих образцов одного-бар. На основании сравнения результатов по шесть образцов показаны на рис. 10, можно сделать вывод, что эффект соединения на длину крепления в комплекте силы для баров можно сравнить с одной решеткой.
Влияние конкретных кавер-Уменьшение четкие конкретные покрытия от 35 до 25 мм (от 1,4 до 1 дюйма) снизил разрушающая нагрузка двух-и четырех-бар образцов расслоение на 24% и 30% соответственно (рис. 11), сопоставимой с уменьшением на одну-бар образца (22%).
Влияние стремена, как показано на рис. 12, использование три 8 мм (0,31 дюйма) связей по длине соединения вызвало последовательное увеличение максимальной нагрузке как в комплекте, и одного-бар образцов. Увеличение максимальной нагрузки из-за стремена было 54%, 56% и 60% для одного-бар образцов, twobar образцов расслоения, а четыре-бар образцов расслоения, соответственно.
Влияние общей площадью в комплекте решеткой Результаты для группы 5, представленные на рис. 9, показывают, максимальной нагрузки для образцов с сращивания расслоений с эквивалентной площади поперечного сечения в 32 мм (1,26 дюйма) бар. Группа 5 образцов следовать той же тенденции, отмеченные ранее для 25 мм (0,98 дюйма) бары (группы 1 до 4), в отношении сходство между максимальной несущей способности по сравнению с эквивалентным комплекте образцов одного-бар, распределение напряжения между баров в одной связке, и напряжений профиля по всей длине соединения. Таким образом, был сделан вывод о том, что использование различных диаметров бар и увеличения общей площади баров в комплект не влияет на поведение особей.
Сравнение с ACI 318-05 ПОЛОЖЕНИЯ
Это не представляется возможным сравнить ACI 318-05 прогнозы соединения силы для пучков к экспериментальным результатам этого исследования, поскольку ACI уравнений, не распространяются на коленях сращивания целых пучков. Кроме того, ACI 318-05 требует, чтобы расслоения быть заключена в стременах и связей. Эти требования для пучков не согласны с текущими результатами испытаний, которые показали, что колени сращивания целых пучков были аналогичные силы, что и эквивалентный одной баров, в соответствии с различными родами.
Результаты испытаний этого исследования показывают, что увеличение площади за счет комплектации (по сравнению с площадью одной строке же площадь поперечного сечения) не сопровождалось последовательным увеличением соединения силы, о том, что расщепление провал не регулируется прочность максимум по поверхности панели. Таким образом, использование площади поверхности пучок, который больше, чем у одного эквивалентного бар раза выше, чем предлагается ACI множитель (табл. 2), и предполагая, аналогичные связи максимальное напряжение, показывает, что фактор безопасности в комплекте баров ниже, чем у одного бара. ACI 318-05 попытки устранить неопределенность, связанная с концепцией эффективная площадь поверхности, требуя, чтобы "бар обрезаний в одной связке должны быть в шахматном порядке." Тем не менее, сплайсинга баров в пучок, избегая при этом соединения перекрытия представляет осложнений в строительстве.
ВЫВОДЫ
Основываясь на результатах этого экспериментального исследования, следующие выводы для исследованных образцов:
1. Связки бары могут рассматриваться как отдельные единицы. Целые пучки могут быть коленях сращивания;
2. Прочность при растяжении коленях сращивания двух-бар расслоения, три-бар расслоения и четыре-бар расслоения все же, и аналогично одного бара с той же площади поперечного сечения, длина соединения и родов, независимо от Площадь укрепления подвергаются бетона;
3. Эффект слоя бетона, поперечное армирование и развития длины на коленях напряженности сращивания сгруппированных баров был похож на одного, что для баров;
4. Расчет основных длина соединения пучков использованием диаметров отдельных баров не точно описать поведение регулируется путем расщепления провал. Более точную оценку сращивание длины пучков могут быть получены с помощью диаметр стержня, имеющего тот же сечения, как расслоение, и
5. Существовали не соответствует тенденции в распределении напряжений в связке между стойками на той же глубине. Дополнительные испытания стали уступая в обязательном порядке изучают распределение напряжений между решеткой в пучок и подтвердить обоснованность выводов данного исследования.
Авторы
Это исследование было проведено в Материалов Лаборатория инженерного факультета в Mataria, Хелуанский университета. Благодаря распространяются на поддержку сотрудников лаборатории кто сделал это возможным исследований.
Ссылки
1. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2005, 430 с.
2. Orangun, CO; Jirsa, JO, и Брин, JE, "Повторная оценка результатов испытаний по длине развития и сращивания", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 74, № 3, март 1977, с. 114-122.
3. Canbay Э., Frosch Р., Бонд прочность Lap-сплайсинга бары, "Структурные ACI Journal, В. 102, № 4, июль-август 2005, с. 605-614.
4. Цзо, J., и Дарвин, Д. ", для сращивания прочности обычных и высокой относительной ребер района Бары в нормальных и бетона высокопрочных", ACI Структурные Journal, В. 97, № 4, июль-август 2000, с. 630-641.
5. Хансон, NW, и Reiffenstuhl, H., "Бетон балок и колонн в комплекте с арматурой," Журнал структурного подразделения, ASCE, октябрь 1958.
6. Jirsa, JO; Chen, W.; Грант, DB и Elizando Р., "Развитие комплекте Укрепляя Сталь," Доклад No.1363-2F, Центр транспортных исследований Техасского университета в Остине, Austin, TX, декабрь . 1995.
7. Хамад, BS; Наджар, S.; и Джумаа, KG, "Корреляция между ролями поперечной арматуры и стальных волокон в ограничении напряжения Lap соединений в высокопрочного бетона", ACI Структурные Journal, В. 100, № 1, январь .- февраля 2003, с. 19-24.
8. Harajli, MH; Хамад, BS, а также Карам, К., "Бонд-Слип Ответ арматуры Встроенные в равнинных и волоконно-Бетон", журнал материалов в строительстве, ноябрь-декабрь 2002, с. 503-511.
Входящие в состав МСА Tarek Р. Bashandy является преподаватель кафедры гражданского инженерного университета Хелуан, Египет. Он получил диплом бакалавра в Каирском университете и степень магистра и докторскую степень в Университете штата Техас в Остине, Остин, штат Техас. Его исследовательские интересы включают облигации бетона, поведение железобетонных и волоконно-подкрепление.