Экспериментальное изучение двух-Way железобетонная колонна Петли при сейсмических нагрузок
Двусторонняя железобетонных петли используются во многих колонны моста. Экспериментальных и аналитических исследований по эффективности этих петлях была предпринята, чтобы определить влияние различных параметров на ответ и разработать рациональный метод для их сейсмической дизайна. Основное внимание в этом документе уделяется экспериментальной части исследования. Пять 1/3-scale железобетонный мост столбца модели с двухсторонним петли были протестированы на вибростенде. Последствия колонке вращения, осевой нагрузки, и шарнир диаметром изучались. Измерений показали, что колонны и петли достаточно выставки удержания стабильного и высокопрочного ответ. Постоянный петли скольжения происходит, но это не обязательно наносит ущерб общей реакции. Петля разрыв должен быть расширен за рамки, которые используются в настоящее время. Исследование также показало, что шарнир коэффициент трения при циклическом нагружении, в среднем, на 20% ниже, чем коэффициент рекомендовал МСА 318-05.
ВВЕДЕНИЕ
Петли используются во многих железобетонных моста шоссе колонна до основания или столбца к надстройке соединений. В соответствии с действующим подход к конструкции, фундамент должен быть предназначен для по крайней мере, сильна, как колонны, которые он поддерживает. Потому что стоимость моста фундамент может представлять значительную часть общей стоимости моста, инженеры включены петли в столбце базы для ликвидации момент передачи, что позволяет снизить затраты на фундамент работы. Петли, однако, должны еще сопротивляются сдвига и несут осевой нагрузки колонны. Лучшие петли столбце используются реже, но они служат той же цели за счет сокращения момент передается к причалу шапку.
Есть два типа конкретных петли: в одну сторону и twoway. Один конец петли передает момент в сильном направлении, но это предотвращает момент передачи в слабом направлении. Петли практически свободно вращаться в направлении слабых и ведет себя аналогично дверных петель. Идеальное двусторонний петля не передает момент в любом направлении и ведет себя как шаровой шарнир. Один конец петли обычно находятся в пирс стены и одного столбца наклонности, а двусторонний петли используются в нескольких столбцов наклонности. Три вида подкрепления могут быть использованы в двух направлениях петли: 1), распространяемых баров, 2) кластерного баров и 3) стальных труб. Из петли с барами, те, с распределенными баров предпочтительным, поскольку они позволяют на размещение спирали ограничиться петли бетона. Внимание в этом исследовании была двусторонней петли с распределенными баров. Поведение труб различных петель, чем штрих-петли, и их поведение сейсмических настоящее время изучается первым автором в отдельный проект.
Кодифицированные руководящих принципов для разработки двусторонней петли детали в настоящее время не существует. В результате, существуют значительные различия в области разработки и детализации двусторонней петель. Традиционно, она была считает, что отказ механизма двусторонней петли объясняется либо осевой нагрузки или чистого сдвига. Кроме того, в одном исследовании, предположил, что механизм сдвига провала двусторонний петля диагональных провал напряженности, затрагивающим весь раздел колонки и прочность на сдвиг может быть предсказано с помощью кода уравнений для железобетонная балка-колонна elements.1
Исследование статической нагрузки поведение неармированных петли был проведен в Англии в конце 1950-х 1960s2, однако ни одно исследование не было сообщено на железобетонных петли до серии исследований, в одну сторону hinges.3-6 Информация о сейсмической поведение двух конец петли ограничивается теми сообщили в Список 1, 7 и 8.
В настоящее время наиболее распространенным подходом в разработке двусторонних петель, чтобы определить зависеть размер раздела на основе осевой сжимающей потенциала и дизайн для сдвига путем предоставления количество продольных стали требуется на основе сдвига теории трения предполагая, что все бары через выход петли в tension.9 6,4 до 13 мм (1 / 4 до 1 / 2 дюйма) в толщину заполнить разрыв с расширением совместных материал предоставлен в шарнире для создания частичного разрыва между колонкой и положение или столбца и надстройки.
Некоторые вопросы могут быть подняты по поводу обоснованности этот конструктивный подход и ее связь с реальным поведением двусторонней петли при сейсмических нагрузок, как описано в следующем. Боковые силы вводятся для преодоления колонны через нагрузок, действующих в первую очередь на уровне палубы, поэтому значительную ротацию и изгибающий момент, могут быть разработаны на шарнире. Классической теории трения сдвига была разработана считая чистый сдвиг и эффект момент не был included.10 Еще одним важным вопросом является то, что, несмотря на шарнире предполагается передать не имеет значения, какой-то момент неизбежно присутствует в шарнире раздел, который ставит стали в напряжении. Этот момент будет увеличить пластического сдвига (сила, равная сумме конца колонки пластиковых моменты разделены по столбцу высота) в странах-членах и игнорируя этот момент будет unconservative. В рамках настоящего исследования, новый метод дизайн developed11 для решения этих вопросов. Новый метод не представленные в настоящем документе в связи с ограничением пространства ..
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Имеющейся информации о поведении двусторонний мост колонке шарниры стальных стержней является ограниченным, хотя концепция использования петля на конце колонки освободить момент передачи широко используется в мостах. Надежные и рациональные процедуры для разработки двусторонней петли при комбинированном тяжести и сейсмических нагрузок в настоящее время недоступен. Классический механизм трения сдвига предполагается, в конструкции не представляют собой фактическое поведение столбца петли. Было проведено исследование, чтобы понять и количественно сейсмических поведение петель и использовать результаты в разработке практических методов сейсмической дизайна. Исследований, которые представлены в этой статье уделяется экспериментальной части исследования, участвующих трясти стол тестирования крупных двусторонний петля моделей.
Двусторонняя ПЕТЛИ ДИЗАЙН
На рисунке 1 показана откидной колонки подвергается осевой нагрузкой, момент, и сдвига. Петли эта цифра в колонке базы, но подобный механизм будет существовать, если петля находится в верхней части колонки. Армирование распределяется по всему разделу. Безусловно, момент развивается в шарнире приводит к возникновению напряженности в некоторых из продольных балок и сжатия в других странах. Часть из бетона в разделе также подвергаются сжатию. Основным источником сопротивления сдвигу на шарнире трения в зоне сжатия петель. Сила трения зависит от коэффициента трения, сжатия в бетоне, и сжатие в стали. Коэффициент трения при монотонной нагрузки, указанные в ACI 318-05.10 силы сжатия в бетоне и стали чувствительны к осевой нагрузкой, момент, петли заключения, петли размера, и, конечно, свойства материала. Эти силы можно определить по конечной изгибной анализ петли. Конечная цель экспериментального исследования приводится в последующих разделах было определить, если этого подхода заключается в необходимости и как это в конечном итоге может быть переведен на надежный метод сейсмических дизайн двусторонней петли ..
Экспериментальные исследования
Испытание модели
Пять 1/3-scale двусторонней петли модели были испытаны в Университете штата Невада-Рено (УНР) крупномасштабных структур Lab. Резюме подробности испытаний моделей приведены в таблице 1. Образцов в основном состоял из двух железобетонных сегментов, столбцов и верхней загрузкой блока, соединенных между собой двусторонний шарнир. 2 приведены размеры и укрепления деталей THD-1 и является репрезентативным для всех образцов. Опор были предназначены для жесткой и сильной, чтобы оставаться упругой.
Все модели, за исключением THD-3 были разработаны на неудачу при сдвиге в шарнире после пластической движущиеся колонны базы. THD-3 была разработана с относительно большой сдвиг потенциала по сравнению с пластического сдвига столбца, чтобы обеспечить прочность на изгиб и не разрушение при сдвиге на шарнире. Это будет требуемой производительности в мост столбцов. С целью изучения других моделей четыре испытания было определение влияния различных параметров на шарнире сдвига потенциала и, следовательно, разрушение при изгибе петель удалось избежать. Во всех образцах, толщина горло петля была 2,5 см (1 дюйм). Это соответствовало бы 76 мм (3 дюйма) петля горло в полномасштабную шарнир, который значительно больше, чем то, что используется в современных строительства моста. Петля горло умышленно, чтобы избежать большого сокращения разрыва на краю петли и моменты, которые будут развиваться в качестве результата. Последние исследования в один конец петли и вспыхнула колонны с ограниченной разделов, высветили необходимость для относительно толстых петли throats.3-6
Каждый опытный образец был построен в три этапа: основы, столбцов и петли / погрузки головой. Указанные прочности бетона сжатие было 34,5 МПа (5 KSI). В день тестирования, измеренные колонки прочности бетона сжатия была 35,6 МПа (5,16 KSI), 35,2 МПа (5,1 KSI), 51,6 МПа (7,49 МПа), 50,5 МПа (7,32 KSI), и 51,2 МПа (7,42 КСИ) в THD- 1 к THD-5, соответственно. Измеряется зависеть конкретные прочность на сжатие на испытательной день 53,2 МПа (7,72 KSI), 40,7 МПа (5,91 KSI), 39,0 МПа (5,66 KSI), 38,9 МПа (5,64 KSI), и 36,6 МПа (5,31 КСИ) в THD-1 в THD-5, соответственно. Указанного предела текучести стали в 414 МПа (60 KSI). Три образца каждого размера стержня арматуры были протестированы в соответствии монотонно скорости деформации примерно 10-4 в секунду. Средний измеряется текучести 434 МПа (62,9 KSI), 421 МПа (61 KSI), 553 МПа (80,2 КСИ) и 385 МПа (55,8 КСИ) в колонке продольной, поперечной колонке, петли продольной, поперечной и шарнир стали, соответственно.
Испытание параметров
Модели были разработаны таким образом, чтобы эффект потенциально критических параметров могут быть воспроизведены, а изучал. Эталонной модели был THD-1. Основные параметры испытаний являются:
* Вращение в столбце шарнирно-интерфейс;
* Уровень сдвига;
* Осевой индекс нагрузки, а также
* Отношение петли диаметром до диаметра колонки.
Колонке шарнирно-интерфейс вращения влияет на способ передачи силы на шарнире. Например, если поворот на границе равна нулю, а горизонтальная сила передается в виде чистого сдвига. Для изменения количества вращения, удлинение увеличилось с 3 до 4, и осевая нагрузка была снижена (THD-1 по сравнению THD-2). Форматное соотношение определяется как отношение высота колонны (из верхней части фундамента в верхней части петли) к колонне диаметром.
Одной из основных целей исследования было определить мощность сдвига двусторонних петель. Предварительная оценка срез петель было сделано. Колонке предельных сдвига варьировалась для контроля величины сдвига петли. THD-1 был подвергнут с относительно высоким уровнем сдвига со средним напряжением сдвига столбца 0,58 [радикальных] ФК "МПа (7 [радикальных] ФК" PSI). В THD-3, среднее напряжение сдвига столбца была снижена до 0,33 [радикальных] ФК "МПа (4 [радикальных] ФК" PSI).
осевой нагрузки колонке, как ожидается, повлияет на прочность на сдвиг в петле. Осевой нагрузки индекс (ОПЛ), определяемый как осевая нагрузка, деленная на указанные конкретные прочностью на сжатие и валового колонке площадь поперечного сечения в THD-1, 0,1, который является представителем АЛИ в новом строительстве моста. Благодаря вертикальной составляющей землетрясений и опрокидывания, осевой нагрузки может существенно измениться в течение сейсмического события. Для определения влияния осевой нагрузки на петли производительности, ни внешних нагрузок были применены к THD-4, а лишь осевые нагрузки за счет веса загрузки головы и стали аппаратного подключения образца до массового установка, которая составила АЛИ менее 0,005. Сдвига столбца пластика и шарнир продольной арматуры, были скорректированы, с тем чтобы петли не смогут при сдвиге и петли срез под номинально нулевой осевой нагрузки может быть определен.
Петля-колонна диаметром соотношение Четвертая переменная испытания. Диаметр петли могут повлиять на поведение сдвига петли. Существует относительно узкий круг практических, в которых петли диаметром могут различаться. Диаметр петли должен быть достаточно большим, чтобы позволить для размещения шарнира продольной и удержания подкрепления. В отличие от излишне большого диаметра петли передаст относительно больших моментов и не будет функционировать в качестве петель. Два hingeto колонки диаметром отношения были исследованы в ходе испытаний, 0,625 (в THD-1) и 0,5 (в THD-5). Как и в других столбцов испытания, корректировки должны быть сделаны в подкрепление в колонну и петли, с тем чтобы петли не смогут при сдвиге. THD-1 и THD-5 были одинаковой высоты и диаметра колонки.
Испытательная установка, приборы и тестирование программы
Тест сейсмостенде установка состояла из системы инерционная масса (масса установки) и осевой нагрузки системы (рис. 3). Масса установки было восемь-контактный пространственная рама с бетонными блоками размещен на палубе. Эти бетонные блоки в сочетании с эффективной силы инерции рамка установки массового представили инерции массы, воздействующей на образцы. Инерционной массы в соответствии с колонки осевой нагрузки во всех тестовых моделей, за исключением THD-4, в которых не осевых нагрузок были применены. Внешней осевой нагрузки была ликвидирована в THD-4 для имитации дело, в котором вверх перегрузок и опрокидывания землю эффекты преодолеть тяжесть нагрузки. Масса установки был подключен к образцу через очень жесткий горизонтальных связей. Осевой нагрузки система состояла из пучка стали разбрасыватель размещены в верхней части образца, два центра отверстия баранов, аккумулятор, две клетки нагрузки, а также два высокопрочной стали резьбовых шпилек, которые простирались от баранов через основе и крепятся к базе в основе. Осевой нагрузки порожденных баранов было передано через образец разбрасыватель пучок, который был установлен на верхней части головы.
Погрузка голову представлены надстройка, которая считалась достаточной жесткостью, чтобы предотвратить вращение. Система двойной поворотный ссылка была использована в верхней части колонки для предотвращения вращения загрузки головой. Лад, жестко прикрепленных к сейсмостенде использованием предварительного напряжения стержней. В результате, колонны согнутую в двойной кривизны по боковой загрузкой.
Все пять образцов были подвергнуты масштабной горизонтальной линии Север-Юг компонента движения грунта зарегистрированных в Сильмар окружной больницы земли гараж пол во время землетрясения 1994 Нортридж. Это движение было выбрано, поскольку оно может быть усилена на провал колонке образцов не выходя за рамки трясти стол. Протокол испытаний и перегрузок целевой пик приведены в таблице 2.
Более 100 каналов были использованы в каждой тестовой таблице встряхнуть для сбора данных о ускорений, смещений и деформаций в критических местах. Эти данные были записаны в размере 100 выборок в секунду.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Наблюдаемые ответы
В таблице 3 приведены наблюдаемые прогрессии ущерба для образцов. В малой амплитуды движений до 0,3 г пик ускорение грунта (PGA), петли ущерб был нанесен только видел в THD-4 и THD-5. Сдвиговая трещина в THD-4 было обусловлено отсутствием осевой силы и отсутствие прижимной силы. В THD-5, петли откола было связано с относительно небольшой размер петли. К концу движения с PGA = 0,6 г, изгиб трещины были замечены на всех столбцов базы, а также петли во всех образцах обычно выставлены определенного уровня ущерба с шарниром ущерб, самых больших в THD-4 и THD-5.
Поведение образцов существенно отличались при более высоких амплитуд (табл. 3). В THD-1, бетон в шарнире spalled в течение 1,5 Значительные скалывания петли наблюдалось после 2,25 Петля регионе ухудшилась широко, и не было видимых остаточных горизонтальной скольжения и вращения шарнира. Ухудшение увеличился в качестве входного движения возросла. THD-1 не удалось по 2,875
Петля разрыв в THD-2 закрыт из-за большой петли вращения в 2,25 Ударился головой края колонны и вызвало незначительные повреждения (рис. 5). Обратите внимание, что этот экземпляр был высоким соотношением сторон и, следовательно, наблюдалось значительное вращений. Ухудшение существенно увеличилось в 2,625 Тест был остановлен после 3,0
THD-3 была разработана на неудачу при изгибе, а не зависеть сдвига. Образец вел себя, как ожидалось: формирование изгиб пластические шарниры на обоих концах. Пластического шарнира образования после обычной последовательности растрескивание и арматурного проката в экспозиции, и в конечном итоге разрыв продольных балок (табл. 3). Разрыв петли закрыты под 2,0 THD-3 не удалось под 2,5 (так как петля горло была отброшена назад, не все продольные петли барах можно наблюдать).
Осевой нагрузки THD-4 была близка к нулю и, следовательно, его боковая нагрузка была сравнительно небольшой и он не в меньшей движений по сравнению с другими образцами. Бетонные откола был замечен в шарнире после 0,75 В течение следующего движения 1,0 THD-4 удалось под 1,25
В THD-5, диаметр петли была относительно невелика (50% от диаметра колонки по сравнению с 62,5% в других). Под 1,75 Погрузка голову витой слегка том, что не наблюдалось ни в одной из других моделей. Дробление зависеть конкретные начал в 2,0 Петля ухудшение под 2,75 Тест был остановлен после 3,0
Боковая сила-смещение отношения
Ответ колонны-боковым смещением навесных образцов столбец состоит из вкладов из четырех основных компонентов: 1) деформации изгиба колонны, 2) связь скольжения вращения в столбце целей; 3) деформации сдвига столбца, и 4) горизонтальное скольжение на петли. Колонке дизайн во всех пяти образцов встретился текущего положения Колтранс, которые призывают к пластичного изгиб доминирует поведение. В результате колонна изгиб компонента доминирует бокового смещения. Таким образом, характеристики измеряются гистерезисных кривых были похожи на тех, ожидать от хорошо продуманных прогиба преобладают колонны с достаточной заключения, а именно, пластичного поведения, связанного с широкой и стабильной петли гистерезиса. Это можно увидеть в измеряемых кривых для всех образцов (рис. 9 (а) на рис. 13 (а)). Отклонения от этой общей тенденции наблюдались на больших амплитуд, где петли поведение принял более видную роль в ответе за счет проскальзывания. Обратите внимание, что хотя общая отношения сила-смещение находятся под контролем колонке изгиб, провал во всех моделях, за исключением THD-3, было вызвано разрушение при сдвиге петель ..
Конверты сила-смещение кривых были созданы и идеализированной упруго-пластических отношений, которые поддерживал же площадь, площадь под кривой конверт. Для каждой модели, отсутствие перемещения определяется как перемещение, при котором опытный образец не смог или смещение, соответствующее 20% падение боковой нагрузки, в зависимости от того меньше. Общее смещение боковых ductilities получить от идеализированной кривые 7,1, 8, 8,6, 5,5 и 10 для THD-1-THD-5, соответственно. С шарниром скольжения исключено, перемещение ductilities в связи с тем были 5,2, 7,6, 7,4, 4,2 и 7,2 для THD-1-THD-5, соответственно. Измеряется пластичности потенциала в THD-3 и THD-5, по крайней мере один столбец продольной провал бар были 7,4 и 7,2, соответственно, и превысил значение Колтранс цели 5. Измеряется дрейф отношений в связи с тем, исходя из общего бокового смещения были 9,9, 12, 10, 6,1 и 16% в THD-1-THD-5, соответственно. Исключение проскальзывания петли, дрейф отношений в связи с тем были 7,2, 11, 8,6, 4,6 и 10,9% в THD-1-THD-5, соответственно ..
Ответ петли-измеряется боковых сил с точки зрения измеряемых петли горизонтальное скольжение, показаны на рис. 9 (б) до 13 (б). Участки отображается рядом с соответствующей общей отношения смещения сил для содействия дискуссии.
Рис 9 () показывает две группы петли гистерезиса для THD-1 с явное смещение перемещения вправо. Смещение из-за отказа от петли. Это проявляется в больших проскальзывания на рис. 8 (б).
Гистерезис кривых THD-2 приведены на рис. 10. Проскальзывание данных для внешних петли на рис. 10 (а) были потеряны, так как неспособность отдельных петли скольжения-измерительных стержней преобразователя. Тем не менее, тот факт, шарнир был взят в плен и проявляется на 12 мм (0,47 дюйма) скольжения в левом нижнем квадранте затем 8 мм (0,31 дюйма) проскальзывания в верхнем правом квадранте. Соответствующего цикла на рис. 10 (а) связан с максимальным суммарным водоизмещением 140 мм (5.5 "). Внешней две петли на рис. 10 (а) указать на некоторые набирать силу, что объясняется дюбель действия петли продольных балок.
THD-3 "не из-за разрыва продольных балок на колонну базы и петель. Значительное ухудшение сила, которая проявляется в последние две петли на рис. 11 (а), в связи с ухудшением бетонного ядра на базе колонке и в конечном итоге потери устойчивости и разрушения продольных балок. Петля ухудшилось в основном за счет изгиба и сдвига, не потому, что пластиковые силы сдвига в шарнире была относительно низкой (это было примерно в два раза сдвига в THD-1). Как петли претерпела большие прогибы, он поскользнулся постепенно. Проскальзывания была относительно невелика, однако, как будет показано в следующем разделе.
Осевой нагрузки THD-4 "почти до нуля. Петля была разработана на неудачу при сдвиге. Малые силы трения привели к относительно большим проскальзывания на шарнире, как показано на рис. 12 (б). Сильно ущипнул внутренние циклы на этом рисунке показывают почти неограниченный скольжения петли и также видны на рис. 12 (а).
"Сила-смещение" для THD-5 (модель с небольшой петли) состояла из стабильного петли (рис. 13 (а)). Внимательное изучение петли, однако, показывает, что они постепенно смещается вправо. Рис 13 (б) показывает, что сдвиг обусловлен разрушение при сдвиге и скольжения петли.
Общая оценка зависеть поведение
Петля проскальзывание-Из-за взаимодействия колонке изгибе, петли изгиба и сдвига петли, поведение шарнир носит сложный характер. Есть несколько четких тенденций, однако, что могут быть определены в данных измерений. На рисунке 14 показано соотношение между измеренным петли скольжения и определили общий объем бокового смещения в верхней части образцов. Из-за изменения параметров, среди опытных образцов, данные были нормализованы для облегчения сравнения результатов. Ординат проскальзывания петли, деленный на общую бокового перемещения, а по оси абсцисс указывают на перемещение, разделенный на максимальный перемещения в каждом образце. Абсцисс показать нормированные общим водоизмещением, а по оси ординат представляет значение петли скольжения по отношению к общему бокового смещения.
Кривая THD-2 показывает, значительно ниже, проскальзывание в шарнире, поскольку эта модель была выше и прогибы колонны более влиятельным, чем в других столбцах. Тем не менее, продолжающееся увеличение скольжения в данной модели показывает, что петля не удалось при сдвиге. В других моделях, резкое увеличение скольжения наблюдается при больших перемещениях во всем, кроме THD-3. Это потому, что в THD-3 нагрузки под контролем пластиковых моменты столбец базы и петель. Даже несмотря на то сбоев в этой модели был изгиб, петля, поскользнулся и составляют до 12% от общего перемещения. Петли скольжения в THD-1, THD-4 и THD-5 составляет 27, 23 и 32% от общего объема перемещения недостаточность, соответственно. Чем меньше диаметр петли в THD-5, как полагают, увеличилось проскальзывания шарнира. Сравнение участков THD-1 и THD-4 показывает, что чем ниже осевой нагрузки THD-4 привело к большим шарниром скольжения даже при умеренных перемещений. При больших перемещений нормированные, однако, задержек были сопоставимы по THD-1 и THD-4 ..
Петля сдвиговых сил отношение максимальной горизонтальной нагрузки применяются и расчетных пластиковых сдвига для различных образцов приведены на рис. 15. Измеренные свойства материала были использованы при расчете пластиковой ножницы. Соотношение THD-3 был 1,01, что указывает на пластического сдвига контролировали поведение. Это согласуется с наблюдаемым режим отказа в THD-3. Отношения для других моделей испытаний колебалась от 0,76 до 0,85, подтвердив, что срез петель было достигнуто и пластического сдвига не было разработано. Следует отметить, что в правильно шарнирах колонки, боковые нагрузки должны контролироваться пластического сдвига, подобные наблюдаемым в THD-3.
Петля коэффициент трения-эффект испытания параметров петли коэффициент трения определяли с помощью данных измерений. Сжимающей силы в шарнире была определена в результате анализа кривизны момент из разделов с помощью модифицированной измеряется свойств материала. Изменение было сделано для учета скорости деформации эффектов с использованием измеренных скоростей деформаций. Увеличение предела текучести стали в 8%, а в прочности составил 6%. Сжимающие скорости деформации привели к увеличению на 11% в конкретных прочность на сжатие. Подробная информация о результатах представлены в Cheng и др. al.11, 12
В результате коэффициент трения для четырех моделей, в которых не удалось петли были 0,53, 0,41, 0,52 и 0,48 для THD-1, THD-2, THD-4 и THD-5, соответственно. Среднего и стандартного отклонения 0,48 и 0,05, соответственно. Два важных замечания были сделаны в этих данных: один, что они были довольно близки с небольшим разбросом, несмотря на различия между моделями, а других в том, что средний коэффициент 20% ниже стоимости 0,6 предположить конкретные интерфейсы, которые не умышленно roughened.10 нижней измеряется коэффициентом трения была возложена на циклический характер нагрузки, как правило, гладкие конкретного интерфейса.
Петля пробелов петли разрыва (толщина горло петли), был умышленно сделано, чтобы избежать большого сокращения разрыва из-за нежелательного увеличения шарнирный момент потенциала и пластическому сдвигу. Разрыв в моделях на 25 мм (1 дюйм), соответствующие 76 мм (3 дюйма) в полномасштабную столбца петли. Несмотря на большой размер щели, было обнаружено в ходе испытаний, что в соответствии с сейсмической нагрузки разрыв может закрыть. Сокращение разрыва произошло в THD-2, THD-3 и THD-5, которые наблюдаются относительно большие повороты. Высокой пропорции в THD-2 привело к большой ротации. В THD-3, полный пластиковых шарнирное крепление петель вызвало большой ротации и сокращения разрыва. В THD-5, относительно небольшой размер петли отвечает за вращение, что является достаточно большой, чтобы закрыть этот пробел. На основе измеренных поворотов на провал и предполагая, вращение происходит около тяжести петли, максимальный требуемой толщины щели для THD-2, THD-3 и THD-5 "13 мм (0,52 дюйма). Фактических 25 мм (1 дюйм) пробелы, однако, не закрываются из-за общего ухудшения петли и сокращение разрыва в размере большой амплитудой.
ВЫВОДЫ
На основании экспериментальных исследований сообщили в настоящей статье, следующие замечания и выводы были сделаны по различным аспектам деятельности двух направлениях петли с распределенными баров:
1. При боковых нагрузках, откидной колонки с достаточной стали заключения и хорошо только двусторонний петли выставлены стабильного "сила-смещение гистерезисных реагирования и пластичного поведения, так как работа находится под контролем колонке;
2. Петля скольжения, как ожидается, для случаев, когда изгиб податливость петля начинается. Скольжения, однако, вовсе не обязательно критической до тех пор, как срез петель превышает спрос пластиковых сдвиг колонки и петли;
3. Размер петли разрыва, используемых в текущей практике, является недостаточным и не исключает сокращения разрыва. Даже негабаритных пробелы используются в некоторых опытных образцов были закрыты в условиях сильных землетрясений. Чтобы избежать закрытия, размер петли пробел необходимо разработан на основе пластиковых спроса вращения шарнира, а также
4. Петли в четыре из пяти моделей удалось при сдвиге по назначению, чтобы для оценки сдвига петли поведения. Измеряется средний коэффициент трения для оценки петли срез был 0,48, что на 20% меньше, чем это рекомендовано в ACI 318-05 конкретных назначены на затвердевшего бетона без шероховатости интерфейса. Снижение коэффициента трения, как представляется, из-за циклического нагружения землетрясений.
Авторы
Исследование, о котором в данном документе была организована в штате Невада Департамента транспорта США (NDOT). Т. Мартин NDOT выражается признательность за его комментарии в ходе данного исследования. Спасибо также за счет H. Цой, В. Phan, Р. Нельсон, который помогал на различных этапах экспериментальной программы. Авторы также признательны П. Лапласа и Р. Лукас структур лаборатории в Университете штата Невада-Рено за их самоотверженную поддержку в ходе исследования.
Ссылки
1. Харун, MA; Pardeon, GC, и Шепард Р., сдвиговой прочности Pinned Колонны, "Труды 2-й ежегодный семинар сейсмических исследований, Колтранс, Сакраменто, Калифорния, 1993.
2. Базы, GD, "Испытание на четыре прототипа железобетонных Петли", № 17, цемента и бетона Ассоциации, Лондон, Великобритания, май 1965.
3. Цзян Ю., и Саиди, М., "Ответ и дизайн R / C Односторонняя Пир Петли в сильных Направление" Журнал строительной техники, ASCE, В. 121, № 8, август 1995, с. 1236-1244.
4. Саиди, M.; Ори, JL и Дуглас, B., "Поперечная нагрузка Ответ железобетонный мост колонны с односторонним Pinned Конец", ACI Структурные Journal, В. 85, № 6, ноябрь-декабрь 1988, с. 609-616.
5. Саиди М., Стро Д., "Монотонные и циклические Ответ один-Way R / C мост петли Пир в сильном направлении", ACI Структурные Journal, В. 90, № 5, сентябрь-октябрь 1993, с. 568-573.
6. Sgambelluri, M.; Сандерс, HD и Саиди, MS, "Поведение Односторонняя железобетонный мост петли колонке в слабой направлении", доклад № CCEER-99-12, Университет Невады, Рено, Невада, 1999.
7. Griezic, A.; Кука, DW и Митчелл, Д. ", напряженно-деформированного Характеристика замкнутых бетона в колонке 'петли," ACI журнал Материалы, В. 95, № 4, июль-август 1995, с. 419-428.
8. Лим, KY; Маклин, Д. и Хенли, EH, "Момент-Сокращение Петля Подробнее о Основы мост Колонны," Транспорт исследований запись, № 1275, Вашингтон, округ Колумбия, 1990, с. 1-11.
9. Пристли, N.; Seible, F.; и Кальви Г. Сейсмические дизайн и модернизации мостов, John Wiley
10. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2005, 443 с.
11. Cheng, З.; Саиди, M.; и Сандерс, D., "Развитие сейсмических метод для железобетонная колонна мост Двусторонние петли", доклад № CCEER-06-01, Центр гражданских исследований сейсмостойкого строительства, Департамент Гражданский
12. Cheng, Z,; Саиди, M.; и Сандерс, D., "Развитие сейсмических метод для железобетонная колонна мост Двусторонние петли," Известия SEAOC 75 ежегодной конференции Конвенции, San Diego, CA, 2005, стр. . 37-47.
М. Saiid Саиди, ВВСКИ, является директором Университета Управления Дипломные работы и профессор гражданского и экологического инжиниринга в Университете штата Невада-Рено, Рено, штат Невада. Он бывший председатель и нынешнего члена Комитета МСА 341, сейсмостойкость железобетонных мостов. Он также является членом комитетов МСА 318-D, изгиб и осевые нагрузки: балки, плиты и колонки (Железобетона Строительный кодекс); 342, Отметка бетонных мостов и мостовых элементов; E803, факультет сети Координационного комитета и совместных ACI -ASCE Комитет 352, узлов и соединений в монолитных бетонных конструкций.
Zhi-юань Чэн моста инженер Фигг мост Engineers, Inc Он получил степень магистра и докторскую степень по структурной инженерии Университета штата Невада-Рено в 2000 и 2006, соответственно. Его исследовательские интересы включают сейсмические характеристики конкретных сегментарных мостов.
Дэвид Сандерс, ВВСКИ, является профессор гражданского и экологического инжиниринга в Университете штата Невада-Рено. Он бывший председатель и член комитета ACI 341, сейсмостойкость железобетонных мостов, а также является членом комитетов МСА 318, структурные конструкции здания кодекса 369, сейсмическая ремонту и реконструкции; 544, армированного волокном бетона; E803, факультет сети Координационный Комитет; ACI Технический комитет деятельности; и Объединенного ACI-ASCE комитетов 423, предварительно напряженного железобетона, а также 445, сдвига и кручения. Его исследовательские интересы включают сейсмостенде исследования железобетонных мостов.