Сейсмические характеристики круговой Колонны высокопрочного бетона
В настоящем документе представлены результаты испытаний шесть крупномасштабных высокопрочного бетона (HSC) круговой колонны под обратной циклической изгиб и постоянной осевой нагрузки. Цели испытаний, представленные в настоящем документе, были изучить пост-упругие свойства и пластичность уровня, достигнутого HSC круговой колонны разработан в соответствии с 2004 CSA A23.3 требования к поперечной арматуры. Колонны подвергались постоянной осевой нагрузки и циклические горизонтальные нагрузки заставить обратить вспять изгибающего момента. Показано, что колонны разработан в соответствии с требованиями заключения укрепление канадского стандарт поведения в пластичных образом, независимо от поперечной силы арматурной стали поддаваться или осевой уровне нагрузки.
Ключевые слова: только бетона, пластичность; высокопрочного бетона, связанных столбцов.
(ProQuest: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы использование высокопрочного бетона (HSC) неуклонно растет в связи с многочисленными преимуществами по сравнению с обычным бетон (NSC). HSC используется в основном в высотных зданий значительно уменьшить размеры столбцов в нижние этажи, тем самым уменьшая объем бетона. Исследования показали, однако, что HSC является более хрупким, чем NSC1, 2 на сжатие поведения. Эти исследования показывают, что при конкретных увеличивает прочность, размер удержания укрепление должна быть увеличена для достижения постоянного уровня пластичности для столбцов, подвергаются такому же уровне осевой нагрузки.
Хотя Code3 ACI не ограничивается конкретным прочность на сжатие, 1995 Новая Зеландия Стандартный NZS 31014 и 1994 CSA A23.3 Standard5 ограничил максимальную прочность, которые могут быть использованы для сейсмического проектирования до 70 МПа и 55 МПа (10,15 и 7,98 KSI KSI ), соответственно. Эти ограничения были отчасти из-за отсутствия результатов испытаний, когда последние стандарты были опубликованы. Legeron и Paultre6 и др. Azizinamini al.7 показали, что уровень осевой нагрузки оказывает существенное влияние на пластичность бетонных колонн, подвергается циклическому изгибу и постоянной осевой нагрузки. Кроме того, исследования показали, что HSC колонны усилены в соответствии с современными требованиями Кодекса ACI удержания себя в пластичных образом, если осевая нагрузка составляет менее 0.20Agf 'с ,6-11, где Ag является общей площадью разделе колонки и f'c является конкретным прочность на сжатие. Новая Зеландия Standard4 является лишь одним из трех стандартов рассмотрели, которые принимают осевой уровень нагрузки во внимание требования заключения подкрепления. Обратите внимание, что обширные программы испытания были проведены на площади колонны и в очень ограниченных тестовых данных существуют для круговой колонны ограничивается спиралями ..
После комплексной программы исследований в Университете Шербрук ,1,6,12-14 и используя результаты тестов от других исследователей в США, Канаде, Новой Зеландии, новый дизайн для уравнений объемных поперечных отношение арматуры были предложены для столбцов пластичных и ограниченный пластичности минуту сопротивление кадра structures.15 Эти новые на основе оценки выполнения уравнений зависят от спроса пластичности и учета уровня осевой нагрузки; конкретные прочность на сжатие и поперечной конфигурации подкрепление, интервал и предел текучести. Эти уравнения являются основой для заключения дизайн предписывающий усиление требований в 2004 CSA A23.3 Standard.16
Большая база данных концентрических осевого испытания сжатия ограничивается колонны HSC имеется в литературе. Лишь небольшое число экспериментальных результатов испытаний, однако, для колонн HSC при комбинированном циклического изгиба и осевой нагрузкой 17 преимущественно за квадратный (или прямоугольные) колонок. Кроме того, авторы считают, что существует недостаток экспериментальных данных по круговой HSC колонны подвергались такой нагрузки, за исключением тестов, Saatcioglu и Baingo.18
Эта статья представляет испытаний по круговой колонны HSC подвергаются комбинированному постоянной осевой нагрузки и отменил циклических изгиба моделирования землетрясения нагрузки. Цели испытаний, представленные здесь, чтобы изучить пост-упругие свойства и пластичность уровня, достигнутого HSC круговой колонны разработан в соответствии с CSA A23.3 2004 Standard's16 поперечной требования арматурной стали.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Существует настоятельная необходимость в тестовые данные по спирали усилена круговой колонны HSC подвергаются комбинированному постоянной осевой нагрузки и отменил циклического изгиба. Представлены новые экспериментальные результаты, полученные в шесть HSC круговой колонны постоянно подвергается осевой нагрузки и отменил циклического изгиба. Целевых прочности бетона было 100 МПа (14,5 KSI). Количество поперечной арматуры определяется с учетом заключения усиление требований 2004 CSA A23.3 Standard.16 пост-упругие свойства и уровень пластичности образцах используются, чтобы оценить новые требования стали удержания CSA Standard16, а также требования Code3 МСА и Новой Зеландии Standard.4
Расчетные формулы для удержания спиральная арматура
Сосредоточение железобетонные колонны требуется дизайн коды обеспечить пластичного поведения конкретных членов подвергаются сейсмических нагрузок. Минимальные суммы заключения укрепления рекомендуется в разработке кодексов практики для обеспечения определенного уровня пластичности. В соответствии с МСА 318-083 и 1994 CSA A23.3 Стандарт, 5 объемное соотношение спиральной арматуры,
и
где Наружный диаметр поперечной арматуры, а также является fyh указанного предела текучести поперечной арматуры, но не более 700 МПа (100 КСИ) в Code3 МСА и 500 МПа (70 КСИ) в CSA standard.16
Исследования показали, 6,8,19 однако, что осевой уровень нагрузки существенно влияет на поведение изгиб колонны HSC. На основании этих исследований, NZS 31014 и 2004 CSA A23.3 Standard16 рекомендуем уравнений, которые отвечают за осевой уровне нагрузки. Для круглых колонн, Новой Зеландии standard4 требует объемного
... (3)
и
... (4)
где характерные текучести nonprestressed продольной арматуры, г''является диаметр конкретных основных круговых столбца отсчитывается от вне toout спиралей или круговой обруч, дБ Номинальный диаметр продольного стержня. В уравнении. (3), Ag / Ac не должны приниматься не менее 1,2, Заметим, что уравнение. (4), antibuckling требования.
В случае круговой бетонные колонны, которые являются частью пластичного минуту сопротивление конструкции рамы, 2004 CSA A23.3 Standard16 требует объемных поперечных отношение арматурной стали не меньше, чем больше уравнения. (1) и
... (5)
где р/р0 кп =. Это уравнение было откалиброван для Р0 = 0,85 (Ag - Аст) f'c Astfy (ФГ является пределом текучести продольной арматуры), и это определение будет использоваться в настоящей работе. Следует отметить, что основная цель испытаний, представленная здесь, чтобы изучить пост-упругие свойства и пластичность уровня, достигнутого HSC круговой колонны разработан в соответствии с 2004 CSA A23.3 требование Standard16 для поперечной арматуры (формула (5 )) и для обеспечения столь необходимых тестовых данных на этот тип столбца.
Экспериментальная программа
Испытательные образцы
Экспериментальная программа состояла из шести колонн круговой HSC измерения 300 x 2150 мм (11,81 х 84,65 дюйма), подключенных к массовым I-формы незавершенная и бросили вертикально. Схема испытания приведена на рис. 1. Поперечной нагрузки был применен на кончик образца 2,0 м (78,74 дюйма) от основания колонны с силой / перемещения контролируемых гидравлического привода. Столбцы представляют собой 4,0 м (157,48 дюйма) высокого столбца в типовом здании с точкой contraflexure находится в колонке midheight. Рисунок 2 показывает подробную информацию образец подкрепления.
Испытание переменным
Как отмечалось ранее, HSC колонны были разработаны и протестированы для изучения расчетная формула (формула (5)), принятой канадских standard.16 переменных испытательного образца были: 1) уровень осевой нагрузки, 2) объемная поперечной стальной арматуры отношение, и 3) поперечные текучести стали. Сочетание предназначен переменных в каждом образце, как ожидается, обеспечить аналогичный уровень пластичности ко всем столбцам, независимо от осевой нагрузки уровне. Целевых прочности бетона было 100 МПа (14,50 KSI). Осевой нагрузки уровне определяется как индекс Па / Ag f'c, где P является постоянной осевой сжимающей нагрузки, применяется. Три целевых уровней осевой нагрузкой 15, 25 и 40%, а два поперечной арматуры текучести от fyh = 440 МПа (64 KSI), что соответствует Оценка 400 и 560 МПа (81 KSI), что соответствует 500 Оценка были выбраны. Эти марки стали рекомендовал канадского стандарта используется для определения объемных поперечных коэффициент стали каждого образца по формуле. (5). Согласно этой формуле, увеличение осевой нагрузки уровне или уменьшения текучести боковой результаты стали более высокий спрос поперечных отношение усиление для достижения минимального уровня пластичности перемещения ..
Экземпляры определенных прочности бетона (C100 для 100 МПа [14,50 KSI]), спиральные поперечной класс арматуры (S для оценки 400 и SH для оценки 500), спиральные шаг в мм (100, 70 и 37 мм [3,94, 2,76 и 1,46 дюйма]), а также осевых уровне нагрузки (N15, N25, N40 и на 15, 25 и 40% Ag f'c, соответственно). Следует отметить, что, несмотря на расстояние в 100 мм (3,94 дюйма) не удовлетворяет CSA standard16 и МСА Code3 требованиям (не более 45 мм [1,8 дюйма] центра к центру и 75 мм [3 дюйма] четкие расстояние, соответственно), это расстояние было выбрано намеренно, чтобы удовлетворить цели исследования изучения пластичности уровне столбцов HSC, содержащие различные отношения поперечной арматуры.
Свойства материалов
Бетон-100 указанного МПа (14,50 KSI) бетон был замешан в конкретной лаборатории Университета Шербрук. Конкретные разработки и образцы литья были похожи на те, которые используются и сообщили Кассон и Paultre1 и L Для определения конкретных характеристик, железобетонные колонны и образцов цилиндры контроля и призмы были вылечены в аналогичных условиях.
В таблице 1 приведены свойства материала. Бетона на сжатие f'c силы и соответствующие деформации Прочности бетона на сжатие составляет от 97 до 109 МПа (14,07 до 15,81 КСИ) и соответствующая нагрузка колебалась от 0,00294 до 0,00318. Postpeak деформации на 50% максимального напряжения, Деформации колебался от 0,00403 до 0,00468. Секущий модуль упругости Ес колебалась от 40700 до 43400 МПа (5903 к 6295 KSI). Растрескивание бетона прочность пт, полученные из модуля разрыва испытания по меньшей мере, три 100 х 100 х 400 мм (3,94 х 3,94 х 15,75 дюйма) призмы для каждого образца, в диапазоне от 8,19 до 9,75 МПа (1,19 на 1,41 KSI).
Усиление-трех различных типов арматуры были использованы: 10M (100 мм2 [0,155 in.2]) и 20M (300 мм2 [0,465 in.2]) Оценка 400 баров, и № 3 (71 мм2 [0,110 in.2 ]) Оценка 500 баров. Полное кривых напряженно-деформированного были получены из тестовых купонов по каждому из видов стали использоваться. Средние по крайней мере три стали купоны для каждого типа стали приведены в таблице 2, где Ф является пределом текучести, В отличие от 20M Оценка 400 стали, которая наблюдалась четко текучести с начала уступая открытия деформационного упрочнения, 10М Оценка 400 и № 3 Оценка 500 стали не отдельные плато урожая.
Укрепление клетки
Подробная информация укрепления клетки показаны на рис. 2. Объемный коэффициент продольной арматуры 2,55% были предоставлены в каждом образце с шестью 20M Оценка 400 деформированной решеткой. Спиральная арматура была представлена двумя типами баров: 10M Оценка 400 и № 3 Оценка 500 деформированной решеткой. Различные марки стали, были использованы для получения такого же уровня удержания различных объемных поперечных отношения арматурной стали. Для предотвращения дробления бетона, спираль интервал был сокращен в верхней части колонны, где осевые нагрузки был применен. В других странах, спирали были на равном расстоянии. Незавершенная была разработана для предотвращения чрезмерного растрескивания и обеспечить надлежащее крепление для продольных балок столбца.
Измерительные приборы и процедуры тестирования
Электрические приборы-тензодатчиков и линейных дифференциальных трансформаторов переменной (LVDTs) были использованы для измерения деформации и перемещения. Шестнадцать электрических тензометров были размещены на продольных балок, выше, и в заглушка (рис. 2). В нижней 200 мм (7,87 дюйма) колонны, еще девять тензометров были размещены на спирали. Кривизны были рассчитаны с использованием трех наборов LVDTs, которые были размещены в пластическом шарнире регионе. Три LVDTs с дальностью до 150 мм (5,91 дюйма) были прикреплены к стальной воротник для измерения средней конкретные деформации по расчетной длиной 560 мм (22,05 дюйма). Вторая серия включает четыре LVDTs с целым рядом 25 мм (0,98 дюйма) и расчетной длиной 300 мм (11,81 дюйма), которые были поддержаны стальными прутьями, проходящей через ядро и расширения, с одной стороны столба к другому . Эти стержни были закреплены на продольных балок, до бетонирования. Третья серия из трех LVDTs с дальностью до 5 мм (0,20 дюйма), были прикреплены к стальной ошейник и столбцов базы для определения конкретных средняя нагрузка по расчетной длиной 30 мм (1,18 дюйма) (рис.
Колонке образцы были испытаны в кадр, который был разработан специально для этого исследования (в том числе испытания сообщили в данном документе и которые выполняются L Осевого сжатия при постоянной нагрузке была применена к колоннам с помощью четырех to шестью прочности 36 мм (1,42 дюйма) диаметр баров натянутой на четыре 1500 кН (337,23 кип) и две 1000 кН (224,82 кип) гидравлических домкратов. Тензометры были размещены на каждом баре, чтобы определить применяются осевые нагрузки. Такая нагрузка была скорректирована в ходе испытания, когда колонна была в исходное положение. Горизонтальной нагрузки был применен 500 кН (112,41 кип) MTS привода перемещения и силу возможностей управления, при поддержке braced четыре стальные колонны. Горизонтальной нагрузки измерялась динамометр на приводе, который был также оснащен LVDT контроля привода в то время как в водоизмещающем контроля. Горизонтальное перемещение иглы измеряется LVDT с дальностью от 300 мм (11,81 дюйма). Это LVDT было зафиксировано в лабораторию сильного пола, чтобы получить перемещения столбца отзыв независимых экспериментальных движение кадра.
Процедура испытания-осевой нагрузки применяются на целевое значение, и циклические горизонтальная загрузка началась. Первый цикл нагружения была применена под нагрузкой контроль до 75% от прогнозируемых аналитической нагрузки урожая. Второго цикла под контролем перемещения достигли урожайности нагрузки, с выходом перемещения определяется как точка, в которой продольных балок дала первый в напряжении. После достижения смещение текучести, каждый цикл находится под контролем перемещения с максимальной смещение, равное 1,5, 2, 3, ..., раз измеряли выход водоизмещением до отказа (рис. 3). За исключением первого цикла, единственной целью которых было взломать членов имитировать реальные условия и получить упругие характеристики, все последующие циклы повторялись дважды. Тест завершился, когда хотя бы одна из следующих трех событий произошло: 1) колонна не смогла сохранить осевой нагрузки, характеризуется потерей осевой нагрузки в течение четверти цикла, 2) изгиб сопротивления упал более чем на 50% максимальная емкость опытных и 3) лонжероном разрыв, вызывая большое падение изгиб потенциал ..
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
Общее поведение
Боковые нагрузки и отзыв перемещения всех образцов приведены на рис. 4. Боковые нагрузки сообщил, как измеряется и не корректируется в P- Следует отметить, что усиление силы или убытки, полученные при кривой отклика в абсолютном выражении, лежит выше или ниже P- Находки специальных мероприятий, таких как скалывания бетона, уступая из продольных балок, уступая по спирали, и потери осевой нагрузкой показаны на рис. 4.
В таблицах 3 и 4 подытожить основные переменные и экспериментальных результатов, полученных для каждого образца, соответственно. В таблице 3 представлены образцы? Е переменных, включая измеряется бетона на сжатие f'c силы, спираль с расстояния, спираль диаметром DH, объемный коэффициент В Таблице 4 приведены основные показатели количественной гистерезисного поведения каждого столбца. Эти показатели будут объяснены в следующем разделе.
Все образцы опытных невыполнение конкретных дробления. Устойчивость из продольных балок, явно заметил в столбцах с 100 мм (4 дюйма) спираль интервал, в то время как продольных балок, пряжками слабо или вовсе не для образцов с 70 или 37 мм (2,75 или 1,46 дюйма) расстояния, соответственно. Такое поведение указывает, что максимальное расстояние между требованиями CSA standard16 (максимальное расстояние для образцов контролируется DC / 6 = 45 мм [1,77 дюйма], где Dc является основным диаметре) носит слишком ограничительный характер, особенно для колонн малой размерности (Dc
Общее поведение всех образцов была подобна (рис. 4). Покрытия Колонном C100S100N15 и C100SH100N15 spalled отключается через податливость продольной арматуры, а для других образцов, он spalled от до уступок. Нет предупреждающий знак, таких, как вертикальные крекинга, было замечено до отслаивания ни в одном из образцов. Расщепления плоскости между крышкой и основной оказалась довольно гладко, из-за трещин, проходящих через агрегат.
Пластичность и диссипации энергии
Пластичность параметров и способность к рассеянию энергии, как правило, используется для оценки сейсмического отклика железобетонных members.6 13, а пластичность долгопериодных структур, непосредственно связанных с фактором силы сокращения, используемые в самых codes21 для расчета сейсмического сдвига базы, способность к рассеянию энергии могут быть использованы в качестве ответа показатель в разработке короткопериодных структур и структур, подвергнутых длительному earthquake.6, 13
Для решения нелинейного отклика железобетонная колонна, пластичность параметры определяются из идеализированной diagram.19, 22 Таким образом, нагрузка-смещение и момента кривизны кривых идеализируется как билинейные диаграмм, состоящий из упругого отрасли и наклонных неупругих отрасли (рис. 7). На кривой нагрузка-перемещение, упругие ветви секущей к реальной кривой при 75% от максимальной горизонтальной нагрузки, и достигает максимальной нагрузки для определения идеализированной смещение текучести Колонка провал условно определена на postpeak Идеализированной после упругого отрасли определяется между двумя точками ( Момент кривизны кривой идеализированной с аналогичной процедуры (рис. 7 (б)).
Идеализированной конечной пластичности перемещения определяется как
... (6)
и идеализированной конечной пластичности кривизна определяется как
... (7)
Основным недостатком использования пластичности параметров отсутствия консенсуса в научно-исследовательском сообществе в отношении определения податливости железобетонных членов. Максимальная interstory дрейфа отношение
... (8)
где г = 2000 мм (78,74 дюйма) является высота колонны. Следует отметить, что соотношение interstory дрейфа сообщается на верхней горизонтальной оси на рис. 4.
Диссипации энергии определяется за цикл я по заштрихованная область на рис. 8 или математически
... (9)
Полная энергия рассеивается в ходе испытания, пока сбой
... (10)
где п число циклов до разрушения. Для сравнения, это удобно для нормализации рассеянной энергии, как следует
... (11)
где H'max это максимальная сумма боковой нагрузки, которая включает в себя применяемые горизонтальной нагрузки и эквивалентного горизонтальной нагрузки от P-
Диссипации энергии и неупругих возможности деформации может быть оценена работа и повреждения индексов. Работы по составлению индексов IW определяется as23
... (12)
DEW показателя повреждения, что сочетает в себе циклический рассеянной энергии и упругой энергии определяется as24
... (13)
где Ки и 8. Определены индексы
Анализ результатов
Цель этой программы исследований состояла в изучении пост-упругие свойства и уровня пластичности колонны HSC содержащие поперечной арматуры суммы определяется в соответствии с требованиями данного в 2004 CSA A23.3-04 Standard16 (уравнение (5)). Это требование было предложено после всестороннего исследования program1 ,6,13-15 для обеспечения определенного уровня пластичности в железобетонных колонн под осевой и боковой циклических нагрузок. Рисунок 9 и 4, показывают, что, хотя максимальная мощность момент зависит от уровня осевой нагрузке, после упругого поведения шесть образцов весьма сходны с Сопоставимых значений индексов диссипации энергии указывают на довольно четко сходство в неупругое поведение особей. Таким образом, конкретные столбцы, которые содержат различное количество поперечных арматурной стали, различных поперечных сильные доходности стали, а также различные уровни осевой нагрузкой аналогичного postpeak поведения и диссипации энергии (сравните, например, результаты Колонном C100SH37N40 и C100S100N15 в таблице 4).
Хотя существует высокая вероятность того, что неупругое поведение колонны предназначены в соответствии с формулой. (5) будет очень похоже, следует подчеркнуть, что эта расчетная формула была разработана с целью обеспечения достаточной фактической конечной секционные пластичности level15 для железобетонных колонн и не обеспечить такой же пост-упругие свойства. Обратите внимание, что результаты секционных (кривизна) пластичность представлены в таблице 4. Эти результаты подтверждают от других индексов в таблице 4 и поведение на рис. 4, то есть шесть испытания образцов достигли достаточного уровня пластичности ..
Paultre al.13 др. показали, что индекс удержания Ic = сопоставления столбцов при различных уровнях нагрузки осевой или армированных стальной различной силы урожая. Было установлено, что эффективное удержание индекса I'e больше подходит для оценки эффективности для заключения конкретных столбцов с аналогичными уровнями осевой нагрузки. Этот индекс был введен Legeron и как Paultre14
... (14)
где f'le является эффективное давление заключение или пассивное давление на связи с бетонного ядра при содержании конкретных достигает своего максимального осевого напряжения. Это давление происходит от равновесия сил в столбце половина креста section14
... (15)
Ke, где геометрическая эффективность коэффициент поперечной арматуры определяется Шейх и Uzumeri25 Мандер и др.., 26 Эш является общей площади поперечного сечения связей в одном направлении, с-с размером поперечного сечения колонны основных (центр к центру связей), а также f'h это напряжение в поперечном стали в часы пик только напряжение в бетоне. Тем не менее, результаты испытаний, представленные в данной работе показывают (табл. 4), что колонны с различными эффективных значений индекса заключения стали очень похожи пластичность и диссипации энергии параметров (сравните, например, колонны и C100S70N25 C100SH37N40 в таблице 4). Такое поведение связано с различием в прикладном уровнях осевой нагрузки сообщили образцов и может быть доказано путем внедрения упрощенного удержания индекса, который учитывает влияние осевой нагрузки на уровне заключения эффективности следующим
... (16)
Согласно формуле. (5) и (16), круговая железобетонная колонна может достичь достаточной пластичностью секционные, если индекс Ик, по крайней мере 0,4. Переменной f'h? Может быть определена в соответствии с Legeron и Paultre; 14, но для упрощения f'h можно считать fyh до 500 МПа (72,5 KIPS), рекомендованные CSA standard.16 аналогичные общего поведения и близкие значения вязкости и диссипации энергии параметров испытания шесть колонн может быть объяснено на узкий круг их содержания под стражей индекс Ик, который колеблется в пределах от 0,28 до 0,4, как показано в таблице 4. Обратите внимание, что Ик не всегда равна 0,4 для всех исследованных образцов, поскольку (5), за исключением Колонка C100S37N40.
Прогнозирование результатов испытаний
Исследования в данной работе является частью всеобъемлющей программы проводятся в Университете Шербрука. В рамках этой программы исследований, L прочности (от 300 до 1400 МПа [43,51 до 203,05 KSI]) заключения стали. Эта модель, которая оказалась предсказывать результаты эксперимента с хорошей точностью, 27 был использован для разработки новых требований заключения укрепление канадского standard16 (уравнение (5)). Поэтому было важно оценить предсказания модели с экспериментальными данными из rectangular6, 13 и круглых железобетонных колонн при осевой и боковой циклические нагрузки. Рисунок 9 сравнение экспериментальных momentcurvature из шести колонн с аналитическими кривыми вычисляется с помощью компьютера program28 с анализа послойный и применения L
Экспериментальных кривизны были получены из показаний LVDT по расчетной длиной 300 мм (11,81 дюйма), как показано на рис. 2. Прогнозы и экспериментальные ответы momentcurvature находятся в очень хорошем согласии, как видно из рис. 9 ..
Сравнение с нормативными требованиями
В сейсмически активных зон, конструктивные элементы, направленные на себя в пластичных образом должны быть хорошо ограничивается. Code3 ACI и Нового Zealand4 и требования Canadian16 стандарты "для минимальной объемной поперечной отношение арматурной стали в круговых колонны получили ранее (см. формулу. (1) к (5)). Таблица 5 сравнивает эти требования шесть колонн представлены в данном исследовании. Следует отметить, что, в соответствии с требованием заключения укрепление канадского standard16 (уравнение (5)), fyh в формуле. (5) не следует принимать более 500 МПа (72,52 КСИ) и осевой уровень нагрузки приходится на параметр кр. Разработаны объемные соотношения испытания образцов, однако, были выбраны на ранней стадии развития по формуле. (5), никаких ограничений на fyh и P / Ag f'c вместо кр.
Результаты в таблице 1 показано, что HSC круговой колонны, при разных уровнях осевой нагрузки можно достичь того же уровня перемещения пластичности, если они содержат количество поперечной арматуры, на которые приходится осевой нагрузки и уровня поперечной силы стали урожая. Например, результаты показали, что Колонка C100S100N15, который был испытан под низким уровнем осевой нагрузки (P / Ag f'c = 15%) и содержал 90,4%, 104,4% и 48,1% от удерживающего поперечной арматуры предложенный CSA стандарт, 16 стандартных Новой Зеландии, 4 и ACI кодекса, 3, соответственно, достигли идеализированной пластичности смещение 5,3. С другой стороны, колонка C100S37N40, который был при повышенной осевой нагрузкой уровне (P / Ag f'c = 40%) и содержал 99,5%, 86,2% и 141,3% от удерживающего поперечной арматуры предложенных стандартных CSA, 16 стандартных Новой Зеландии, 4 и ACI кодекса, 3, соответственно, добиться сопоставимых идеализированной пластичности смещение 7,4. Таким образом, в целом, и Нью-CSA16 Zealand4 стандартных требований настоящего хорошо коррелирует с перемещением пластичности колонны HSC.
Из результатов испытаний, разработаны конкретные столбцы с этими требованиями с различной мощности поперечных сталей и на разных уровнях осевой нагрузки будет иметь достаточное секционные пластичности. Результаты тестирования четко указано, что ACI Code3 требования могут быть слишком консервативен для низкого уровня осевой нагрузки. Например, в Колонном C100S100N15 и C100SH100N15 лишь менее половины необходимых объемное соотношение поперечной арматуры по Code3 ACI добился идеализированной пластичности смещение 5,0 или более. Объемного соотношения поперечной арматуры для столбцов C100S37N40 и C100SH37N40 были 40% и 22% больше, чем требуется по ACI кодекса, 3 соответственно. Эти образцы поддержки высокой осевой нагрузки представлен идеализированный пластичности перемещению примерно 7,0 ..
ВЫВОДЫ
В настоящем документе представлена тестовая программа, направленная на изучение после упругого поведения шесть HSC круговой колонны в имитационных загрузки землетрясения разработан в соответствии с положениями 2004 CSA Standard.16 Результаты этого теста показывают, что серии HSC круговой столбцы могут обеспечить адекватную пластичности если поперечной арматуры выбрали счета для осевой нагрузки и уровня transversesteel текучести. Таким образом, бетонные колонны, которые имеют различную доходность поперечных стали сильные и различных axialload уровнях будет иметь достаточное секционные пластичности. Важным параметром, который, как известно, влияние колонке пластичности бетона. Этот параметр не был изучен в этой исследовательской программе.
Авторы
Финансовой помощи со стороны естествознания и техники Научно-исследовательского совета Канады (СЕНТИ) и залить Fonds-ла-де-chercheurs Формирование и др. L'помощником научным исследованиям правительства Квебека (FCAR) с благодарностью признана.
Нотация
^ К югу ч = площадь поперечного сечения конкретных ядер измеряется с внешним диаметром спираль
^ К югу г = валовой разделе конкретных
^ К югу ш = общая площадь поперечного сечения продольной арматуры
^ К югу й = общая площадь поперечного сечения продольной арматуры в
E ^ к югу с = секущий модуль упругости неармированного бетона
е '^ к югу с ^ = максимальная сила сжатия конкретных измеряется на 150 х 300 мм (5,90 х 11,81 дюйма) цилиндров
F ^ югу г = модуль разрыва конкретных
F ^ югу су = предел прочности поперечной арматуры
F ^ югу у = текучести продольной арматуры
H = применяться горизонтальные нагрузки
Н '= применяться горизонтальные нагрузки H плюс эквивалентной горизонтальной нагрузки от P-
ч ^ к югу с ^ = с размером поперечного сечения колонны основных измеряется перпендикулярно направлению обруч баров
P = осевой нагрузки, конкретные
P ^ югу 0 = номинальная нагрузка по оси колонны: P0 = 0,85 (к югу ^ г ^ - ^ к югу й ^) е '^ с ^ к югу ^ ^ й подпункт е ^ к югу у ^
S = центра к центру спираль интервал
[Прямая фи] = кривизны
[Прямая фи] ^ 2 югу = максимальная кривизна
[Прямая фи] ^ югу Ю.И. = идеальный выход кривизны
Ссылки
1. Кассон Д., и Paultre П., "высокопрочных бетонных колонн, замкнутых прямоугольных связей," Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 120, № 3, 1994, с. 783-804.
2. Разви, SR и Saatcioglu, М., "Прочность и деформативность замкнутых Колонны высокопрочного бетона", ACI Структурные Journal, В. 91, № 6, ноябрь-декабрь 1994, с. 678-687.
3. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-08) и Комментарии" Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2008, 465 с.
4. NZS 3101, "Стандартный железобетонных конструкций, часть 1-Дизайн железобетонных конструкций", Standards Association Новой Зеландии, Новая Зеландия, 1995, 256 с.
5. CSA A23.3, "Проектирование железобетонных конструкций (CSA A23.3-94)", канадский стандартный Ассоциации Рексдейл, ON, Канада, 1994, 199 с.
6. L 2000, с. 591-601.
7. Azizinamini, A.; Баум Kuska, SS; Brungardt, P.; и Хатфилд Е., "Сейсмическая Поведение площади бетона высокопрочных Столбцы", ACI Структурные Journal, В. 91, № 3, май-июнь 1994 года с. 336-345.
8. Ли Б., Парк, R.; и Танака, H., "прочность и пластичность железобетонных членов и фреймы Построенный Использование HSC," Доклад исследований Нету 94-5, Департамент строительства, Университет Кентербери, Крайстчерч, Новая Зеландия, 1994, 373 с.
9. Байрак О., и шейх, SA ", конфайнмента армирования Рассмотрение для пластичных HSC Столбцы" Журнал строительной техники, ASCE, В. 124, № 9, 1998, с. 999-1010.
10. Совместное ACI-ASCE Комитет 441 ", Столбцы высокопрочного бетона: современное состояние", ACI Структурные Journal, В. 94, № 3, май-июнь 1997, с. 323-335.
11. Шейх, SA; Шах, Д. и Хури, Столбцы С.С., "удержание высокопрочного бетона", ACI Структурные Journal, В. 91, № 1, январь-февраль 1994, с. 100-111.
12. Кассон Д., и Paultre П., "напряженно-деформированного модель замкнутых высокопрочного бетона," Журнал строительной техники, ASCE, В. 121, № 3, 1995, с. 468-477.
13. Paultre, P.; L -августе 2001, с. 490-501.
14. L
15. Paultre П., L
16. CSA A23.3, "Проектирование железобетонных конструкций (CSA A23.3-04)," канадский стандартный ассоциации, Mississauga, ON, Канада, 2004, 214 с.
17. Университет штата Вашингтон, UW-PEER железобетонная колонна тестовой базы данных, <a target="_blank" href="http://www.ce.washington.edu/peera1" rel="nofollow"> www.ce.washington.edu / peera1 </ A>.
18. Saatcioglu М., Baingo, D., "Круговые бетона высокопрочных колонны под имитации сейсмических нагрузок," Журнал строительной техники, ASCE, В. 125, № 3, март 1999, с. 272-280.
19. Шейх, SA, и Хури, СС, "замкнутые бетонных столбов с заглушками", ACI Структурные Journal, В. 90, № 4, июль-август 1993, с. 414-431.
20. Танака, H.; Парк, R.; и Макнейми, B., "Анкоридж поперечной арматуры в прямоугольных железобетонных колонн в сейсмических Дизайн," Вестник Новой Зеландии Национальное общество по проектированию сейсмостойких сооружений, V. 18, № 2, 1985, с. 165-190.
21. Ньюмарк, Н. М., а также зал, WJ, "Спектры землетрясений и дизайн", технический отчет, сейсмостойкого строительства Научно-исследовательский институт, Беркли, Калифорния, 1980, 103 с.
22. Парк Р., "Оценка пластичность структур и структурных Сборки из лаборатории тестирования," Вестник Новой Зеландии Национальное общество по сейсмостойкого строительства, В. 22, № 3, 1989, с. 155-166.
23. Госсена, KN; Браун, HR и Jirsa, JO, "Shear Требования к нагрузки Восстановление на RC-членов," Журнал структурной отдела ASCE, В. 103, № 7, 1977, с. 1461-1476.
24. Ehsani, MR, и Райт, JK ", конфайнмента стали требования к связи в ковкого Рамы," Журнал структурной отдела ASCE, В. 116, № 3, 1990, с. 751-767.
25. Шейх, SA, и Uzumeri С. М., "Аналитическая модель для бетона конфайнмента в Tied Столбцы" Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 108, № 12, 1982, с. 2703-2722.
26. Мандер, JB; Пристли, MJN и Парк Р., "Сейсмическая Дизайн моста Пирс" Доклад исследований Нету 84-2, Департамент строительства, Университет Кентербери, Крайстчерч, Новая Зеландия, 1984, 442 с.
27. Шарма, Великобритания; Бхаргава, P.; и Kaushik, СК "Поведение замкнутых высокие колонны прочности бетона при осевом сжатии", журнал перспективных Дорожное строительство, В. 3, № 2, 2005, с. 267-281.
28. Paultre П., "MNPhi: руководство пользователя", CRGP Доклад 2001-01, Департамент строительства, Университет Шербрук, Шербрук, QC, Canada, 2001, 97 с.
Патрик Paultre, ВВСКИ, занимает Канада заведующая кафедрой сейсмической инженерии в Университете Шербрука, Шербрук, Квебек, Канада. Он является членом Совместного комитета ACIASCE 352, узлов и соединений в монолитных железобетонных конструкций, а также 441, железобетонных колонн.
Rami Ид является Инженер по Halcrow Yolles, Toronto, ON, Канада. Он получил степень доктора гражданского / зданий и сооружений от Техниона-израильский технологический институт, Хайфа, Израиль. Его исследовательские интересы включают аналитические и экспериментальные поведения железобетонных элементов подвергается статической и сейсмических нагрузок.
Роблес Уго Ita является Инженер по Mesar, Монреаль, Квебек, Канада. Он получил степень магистра в области гражданского строительства из Университета Шербрук.
Наджиб Bouaanani является доцент кафедры гражданского, геологии и горного дела на Политехнической школы, Монреаль, Квебек, Канада. Он получил докторскую степень в строительстве из Университета Шербрук.