Разработка и анализ тяжело нагруженных железобетонных ссылка Балки для Бурдж Дубай. Бумага Хо Юнг Ли, Daniel А. Кучма, Уильям Бейкер и Лоренс C. Новак / ЗАКРЫТИЕ авторов
Обсуждение Кент А. Харрис
ВВСКИ, Уильям Кеплер Уайтфорд сотрудник факультета и доцентом, Департамент гражданской и экологической инженерии, Университет Питсбурга, Питсбург, Пенсильвания
Обсудили документ представляет разносторонний анализ, очень большие связи или связи пучков связи стены башни Бурдж Дубай. Ссылка лучи четко сдвига критической, с момента их разработки потенциала определяется как M = Л / 2, где V является сдвига дизайн и L является пролета пучка. Исходя из характера связанных структур стены, большие силы сдвига, индуцированной в пучках в результате боковых нагрузок на конструкции. Пучков разрешения отдельных причалов стены действовать как единое целое, таким образом, боковой силы сопротивления, сочетание консольные действий пирса стены и осевой пара создается между стенами в результате рамках действий даваемые пучков.
Анализ и обсуждение представленных авторами, как представляется, следует использовать стойку и галстук способ преодолеть то, что предложил быть ограничительным касательное напряжение ограничения на эти члены введенных МСА 318. Обозревателей обеспокоен тем, что этот вывод, в то время как правильно выведены из работы авторов, тем не менее ошибочной и потенциально опасной с точки зрения поведения связанных высотных сооружений. Основной причиной этих ошибочным выводам, что авторы рассматривали только случай монотонно коромысла с гирями. Следующее краткое обсуждение опровергает выводы обсудили документ, поскольку они касаются высотных сочетании стеновых конструкциях.
Традиционно железобетонных связи пучков будут признаны восприимчивых к скольжению разрушение при сдвиге на пучке стене interface.18, 19 Раздвижные сдвига называют follows.20
"Под вспять грузов, пересекающих трещины распространяются по всей глубине лучей на их концах. Как показали последующие неупругих откат нагрузки применяются конкретные на концах [это] уничтожены трещин, истирания и сколов. С конкретными уничтожены, сдвиг передачу 'фермы действия "невозможно и поперечных обручи становятся неэффективными. интерфейс передачи сдвига теряется. В конце концов, дюбель продольном [укрепление предусматривается] первичного сопротивления сдвигу? Ухудшение конкретного на концах лучей [это] усиливается удлинение пучков, вызванных остаточной деформации растяжения в продольной арматуры. Эти штаммы разработаны с последовательными откат загрузить в неупругих диапазоне ".
Раздвижные сдвига на поверхности стены начинает влиять на реакцию обычных балок касательные напряжения в диапазоне от 4 [радикальных] ФК "до 6 [радикальных] ФК" пси (0,3 [радикальных] ФК "до 0,5 [радикальных] ФК" 'МПа). Тот факт, что гора Мак-Кинли строительства в 1964 Анкоридж Earthquake21 это часто цитируемый пример иллюстрирующий недостатки условно усиленный связи пучков.
Предоставляя промежуточных midheight продольных балок, гистерезисных ответ улучшается (с помощью дополнительных действий дюбель) и силы разрушения, вызванного сдвига с задержкой, хотя и не mitigated.22-24 пучков с промежуточной полоски не выполнить хорошо, когда напряжение сдвига больше 6 [радикальных Ъ] 'фунтов на квадратный дюйм (0,5 [радикальных] ФК "МПа). Предоставление коленчатого диагональных укрепления вблизи концах бруса было показано, улучшить гистерезисного поведения путем предотвращения скольжения сдвига и распространения движущиеся регионах далеко от стены face.25, 26 Эта деталь, однако, создает трудности, строительство и результаты дополнительных затрат. Кроме того, дизайнеры могут избежать этого подробно, поскольку он не в явном виде ACI 318. Аналогичным образом, использование высокопрочных concrete27, 28 или волоконно-армированные concrete29 показал некоторое улучшение в затягивании возникновения скольжения сдвига.
Диагонально усиленный связи пучков выставку лучше performance19, 30 и теоретически преодолеть ограничения, налагаемые конкретные возможности сдвига. Как показали др. Харрис и др., 31 однако, дизайн по диагонали усилить пучков становится в значительной степени непрактичным для всех, но кратчайшие пучков на валовой среза напряжения, превышающие примерно 6 [радикальных] ФК "пси (0,5 [радикальных] ФК" МПа).
Есть три методы, посредством которых раздвижные сдвига можно избежать:
1. Сокращение напряжения сдвига в пучке. Это может привести к непрактично большого электронного взаимодействия крест sections31;
2. Обеспечение диагональной арматурой. Диагональ подкрепление, пожалуй, только успешные решения для сокращения потенциального сдвига для раздвижных и повышения гистерезисных характеристик сцепления балок пролетных глубина отношений, как большой, как 3.33.32 стали размещения в диагонали армированных балок пролетных глубина отношений большей, чем 1,5, однако , как правило, impractical31 и
3. Обеспечение стали или гибридной связи beam33, 34, как сообщалось было сделано для более тяжело нагруженные балки LB3 и LB4 в Бурдж Дубай.
Традиционно железобетонных балок связи относительно высокие значения напряжения сдвига следует ожидать на практике. Обзор экспериментально наблюдаемое поведение таких пучков показывает, что напряжение в продольной арматуры едва достичь урожайности до начала скольжения shear.18, 20,24,35 В случаях, когда обычные подкрепление был использован в балок пролетных глубина отношений меньше , чем 1,5, балки не смогли добиться нагрузки, для которых они были разработаны до появления скольжения shear.18, 24
Хотя стойка и галстук, этот подход позволит расширить возможности должны быть достигнуты, поведение структурной системы должны быть учтены и результаты предыдущей работы, в частности, экспериментальные результаты, нельзя упускать из виду. В этом случае, discusser утверждает, что выводы обсудили документ неправильно в данном контексте. Кроме того, discusser имеет некоторые озабоченности LB2 лучи якобы были использованы в Бурдж Дубай. Наконец, есть незначительные опечатки в таблице 1: разработка момент LB2 = 1964 кН.
Ссылки
18. Paulay, T., "Муфта Балки железобетонных стен Shear" Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 97, № ST3, 1971, с. 843-862.
19. Paulay, T., и Бинни, JR, "по диагонали железобетонных балок для Shear Стены", Shear из железобетона, SP-42, американский институт бетона, Фармингтон Hills, MI, 1974, с. 579-598.
20. Барни, GB, и др.. ", Сейсмостойкость стен структурных испытаний сопряжения балки," Доклад NSF, представленный портландцемент Ассоциации исследований и развития, Skokie, IL, 1978.
21. Берг, В. Б., Stratta, JL, "Анкоридж на Аляске и землетрясение 27 марта 1964", AISC, Нью-Йорк, 1964, 63 с.
22. Актан, AE, и Бертеро В. В., сейсмического отклика R / C Framewall структуры, "Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 110, № ST8, 1984, с. 1803-1821.
23. Скрибер, CF, и Wight, JK, "Промедление Прочность на сдвиг распад железобетонных членов изгиб под большой нагрузкой Убыток" Доклад UMEE 78 R2, Департамент строительства, Мичиганский университет, Ann Arbor, MI, 1978.
24. Tassios, TP; Moretti, M.; и Bezas, A., "О поведении Сцепление и пластичность железобетонных Муфта Лучи Shear Стены", ACI Структурные Journal, V. 93, № 6, ноябрь-декабрь 1996, с. 711-720.
25. Paparoni, М., "Модель исследований Муфта Балки", Труды международной конференции по высотным бетонных и кирпичных зданий, В. 3, 1972, с. 671-681.
26. Aristizabal-Очоа, JD, "Сейсмическая поведения гибкой связанных стены Systems," Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 113, № ST10, 1987, с. 2221-2234.
27. Бристоу, S., "Сейсмическая Ответ нормальной и высокопрочного бетона Участники", диссертация, Университет Макгилла, Монреаль, Канада, 2000, 244 с.
28. Сяо, Ю.; Esmaeily-Ghasemabadi, A.; и Ву, H., "высокопрочного бетона Краткое балок, циклических сдвига", ACI Структурные Journal, V. 96, № 3, май-июнь 1999, с. 392-399.
29. Canbolat, Б.; Парра-Монтесинос, ГДж и Wight, JK, "Экспериментальное исследование сейсмических Поведение высокопроизводительных армированных волокном композитных Цемент Муфта Балки", ACI Структурные Journal, В. 102, № 1, январь-февраль . 2005, с. 159-166.
30. Шиу, Н. К., Барни, ГБ; Fiorato, А. Е. и Корли, РГ ", сейсмостойкость стен связью стены испытаний," Доклад NSF, Ассоциация портландцемента, научных исследований и развития, Skokie, IL, 1981.
31. Харрис, KA; Фортни, P.; Shahrooz, Б. и Brienen П., "Разработка практических Диагонально Железобетонные балки Муфта-Критический обзор ACI 318 Требования," Структурные ACI Journal, В. 102, № 6, Ноябрь-декабрь 2005, с. 876-882.
32. Актан, AE, и Бертеро В. В., Сейсмобезопасные Дизайн R / C связанных структурных Стены ", доклад № UCB/EERC81/07, сейсмостойкого строительства исследовательского центра Калифорнийского университета в Беркли, Беркли, Калифорния, 1981.
33. Харрис, KA; Гун, B.; и Shahrooz, B., "Поведение и проектирование железобетонных, металлических и железобетонных Муфта Балки," Землетрясение Spectra, V. 16, № 4, ноябрь 2000, с. 775 -800.
34. Харрис, К., и Shahrooz, B., "Гибридные СВЯЗАННЫХ СИСТЕМАХ стены," Бетон International, V. 27, № 5, май 2005, с. 45-51.
35. Галано Л., и Vignoli А., "Сейсмическая Поведение коротких Муфта пучков с разными Укрепление макеты," Структурные ACI Journal, В. 97, № 6, ноябрь-декабрь 2000, с. 876-885.
Авторов ЗАКРЫТИЕ
Авторы оценить дискуссии, предусмотренные в Виндиш и Харрис. Авторы сначала будут рассмотрены проблемы, затронутые Харрис, и разделяет Виндиш, что конструкция подход, используемый в Бурдж Дубай и аналитической проверки не подходит для балок, значительный откат нагрузки. Авторы будут затем рассмотреть дополнительные замечания Виндиш.
В статье, авторы заявили, что "Из-за сужающиеся башни, основной спрос на ссылку лучей от тяжести нагрузки перераспределения, вытекают из основных выше по периметру конструкции". Крупнейших требует сдвига в пучках по месту нахождения этих неудач, где нет обеспокоенность по типу обращения нагрузки или противоположного направления сдвига крекинга поднятые в ходе дискуссий. комментарии Харрис 'базируются в своем предположении, что "на основе характера связанных структур стены, большие силы сдвига, индуцированной в пучках в результате боковых нагрузок на конструкции". Таким образом, вопросы, поднятые Харрис, не распространяются на ссылку пучков, которые были предметом данной статьи. Авторы согласны с технической аргументы и обобщены Харрис, который будет применяться на ссылку пучков, требования регулируются боковых нагрузок. Один из авторов в настоящее время участвуют в тестировании больших многоэтажных железобетонных стен сочетании структуру, которая была призвана противостоять циклическим боковой загрузкой с сейсмической деятельности.
Этот ответ считается также решения проблем Виндиш о влиянии значительного обратной загрузки на проектирование и выполнение ссылка пучков. Потому что два ACI членов и поднял эту проблему, авторы должны иметь более широкий Предполагается, что многие читатели, естественно предположить, что доминирующей требует сдвига были из боковых нагрузок. Таким образом, авторы должны были быть более решительным об источнике спрос на ссылку пучков в Бурдж Дубай.
Другие замечания Виндиш были по следующим темам: форма стойки и галстук модели, адекватность выбранных конечно-элементной модели, сравнение с проверкой данных, критерии, используемые для оценки потенциала предсказал, трещин моделей, а также Роль горизонтального армирования.
Как показано на рис. 5, форма стойки и галстук модели был выбран так, чтобы в полную силу сдвига необходимо будет поднял по длине пучка ссылку, а против того, чтобы часть сдвигового течения вдоль диагональной стойки, которая работает от одной стенки пристани к другой пристани. Стойки и галстук философии дизайна позволяет разработчикам использовать любые допустимые формы для фермы модель, дизайнер выбрали то, что считается консервативным дизайном, при условии существенного укрепления вертикальной противостоять разрывной силы в средней части ссылка пучка . В ответ на конкретный вопрос о горизонтальном положении узел КТС, что она была выбрана для обеспечения достаточной ширины для поддержки вертикальных сил Ву приведены на рис. 5.
В нелинейной конечно-элементной модели представлены на рис. 8, только сегмент окружающие стены пристани была смоделирована. В Бурдж Дубай, пилястры, достаточно велика, так что изгиб этих стенах было незначительным, и тем самым не является фактором, который был рассмотрен влиять на поведение ссылка пучков. Результат теста представлены на рис. 7 От балки при циклической нагрузке, а не типа монотонного ситуации в Бурдж Дубай. Таким образом, использование этого теста для проверки данных расчетной модели был консервативный подход.
Вопрос, какие критерии использовать при определении возможности предсказать по нелинейной конечно-элементного анализа является критически важным вопросом для использования вычислительных средств для проектирования проверки. К сожалению, пока нет четкого набора критериев, которые могут быть применены к этим аналитические прогнозы для оценки потенциала из-за зависимости от этих прогнозов на различия в возможностях и ограничениях существующих материалов и моделей поведения, и как они были использованы в вычислительных средства и в развитие конечного элемента в каждом конкретном расследовании. Таким образом, оценки надежных мощностью от вычислительных инструмент требует проведения анализа чувствительности для изучения влияния моделирования решений по предсказал потенциала и поведения, с тем, что консервативные, но реалистичные предположения могут быть использованы в финале, выбранной модели, которые будут использоваться при изучении . Он также предполагает использование провал критериев, которые являются специфическими для моделей используются. Например, в предсказания VecTor2, что учет влияния сжатия размягчения, для каждого элемента, соотношение основных сжимающих напряжений на прочность на сжатие (в зависимости от основных поперечных растягивающих напряжения) был рассмотрен, с тем чтобы определить надежный потенциал был значительно ниже точка, в которой дробление и следовало ожидать ..
Как отметил Виндиш, обширность углу растрескивания является существенным фактором для рассмотрения в выборе формы стойки и галстук модели для использования в дизайне. Модель, представленная в данной работе была выбрана воспользоваться этой картины растрескивания во внимание. Это, конечно, можно представить себе различные модели, в которой дизайнер опирался на передачу сдвига по всей глубине взаимосвязи между пучка ссылке и стены причала. С учетом широкого диапазона применения стойки и галстук методологии проектирования, дизайнеры должны рекомендуется рассмотреть вопрос о местонахождении и размерах трещин, как в настоящее время предложенные Виндиш. Нелинейные конечных инструменты анализа элемент может быть эффективным средством прогнозирования этого трещин.
Виндиш также комментарии по вопросу о роли горизонтального армирования. Авторы согласны, что действие этой горизонтальной арматуры не учитывается в выбранной стойки и галстук модель, но ее роль иллюстрируется в предсказаниях нелинейных конечных элементов инструментов. Роль горизонтальных укрепление нашел отражение в исследованиях и стойки и галстук модели течения сил в глубоких балках.
Авторы не дали высокую оценку работе Брауна и Байрак как обеспечение общественной критики своей работы в ответ на эту дискуссию, она считалась за пределы этого ответа. Целесообразно отметить, что в то время как общее применение стойки и галстук метод великая сила, какой-либо оценки консерватизма этого подхода во многом зависит от конкретной геометрии и загрузки структуры и выбранной формы strutand- галстук модели.