Прогрессивная сопротивления Крах аксиально-Сдержанная Frame Балки
Двенадцать экземпляров, представляющих железобетонный каркас пучков были испытаны исследовать их тяжести грузоподъемностью от прогрессирующего коллапса. В ходе этих испытаний, балки в рамках узлы были сдержанны в отношении продольно осевой деформации. Испытания показали, что сжатие действий арки за счет продольной сдержанность может существенно повысить прочность на изгиб балки подвергается вертикальным нагрузкам. Сжимающие действий арки наблюдалось зависеть от соотношения изгибных арматуры и отношением сторон для балки пролета в глубину. Результаты испытаний подтверждены аналитические модели, которая считается осевая эффекты Сдерживающими пучка грузоподъемности. Применение сжимающих арки эффект предотвращения прогрессирующее обрушение обсуждается.
Ключевые слова: пучка (ов); контактного действия; сжимающих арки действий; прогрессирующее обрушение, железобетонные.
(ProQuest: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Аномальная загрузки событий, таких как взрывы, автомобильные столкновения, и основания отказа не рассматриваются в обычной конструкции. Местных ущерб, причиненный такими нагрузками маловероятное, однако, может повлечь за собой цепную реакцию разрушения конструкции элемента, что приводит к частичной или даже полной распада структуры. Обрушения Ронан-Пойнт башня в Лондоне в 1968 и Альфред П. Мерра федерального здания в Оклахома-Сити в 1995 году, показал катастрофические последствия прогрессирующее обрушение. Для уменьшения риска прогрессирующее обрушение из-за ненормального события погрузки, структура должна учитывать первоначальный локальное повреждение и развивать альтернативные пути нагрузки для поддержания перераспределение нагрузок. Два федеральных руководящих принципов, GSA 20031 и DOD 2005,2 приняли эту стратегию и предложил угрозы независимых процедур анализа для оценки потенциала прогрессирующее обрушение строения после условной устранение основных несущих элементов.
Несмотря на заметные аналитических исследований ,3-6 очень ограниченных экспериментальных данных, существует в качестве основы для оценки прогрессивного сопротивления распада железобетонных конструкций кадра. Сасанидов и др. al.7 провели на месте испытания железобетонное здание с односторонним перекрытий поддерживается поперечной рамы. Структура инструментальной и его производительность после удаления внешнего подшипника столбца в первой повести взрыв был изучен. Анализ с использованием традиционных элементов линия была проведена в качестве дополнительного исследования. Сасанидов и Sagiroglu8 и Sasani9 аналогичным образом рассмотрены динамические характеристики и возможности прогрессивного крах другого железобетонное здание фрейм, в котором один столбец угол и прилегающие один столбец внешнего одновременно были разрушены взрывом. Хотя два вышеупомянутых структур неудовлетворительной структурной целостности, как того требует более поздние правила проектирования, перераспределение нагрузки было достигнуто и не прогрессирующее обрушение не наблюдалось. Yi и др. al.10 проведены лабораторные испытания 1/3-scale четыре отсека и трехэтажные плоской рамке образец подвергается статической нагрузки, которые моделировали отделения средней колонке на первой истории.
Луч контактного действия был определен в ходе испытания, и неспособность образца находилось под контролем разрыва пучка продольного армирования. Orton11 изучал технику использования углеродного волокна армированных полимерных укрепления пучков без непрерывности нижней подкрепление, что делает железобетонный каркас уязвимы к прогрессирующее обрушение ..
Балки имеют решающее значение структурных элементов железобетонного каркаса сопротивляться прогрессирующее обрушение, когда отношение колонке сбой. Два коллинеарных пучках разработки в колонке не удалось стать одной структурной составляющей сопротивления нагрузки перераспределяются тяжести, которое вызывает значительно увеличилось изгибающего момента и поперечных требования в пучке. Если достаточной силы при условии, два отсека пучка охватывающих более неудачной столбец не может сохранить местные неудачи, а также прогрессирующее обрушение может закончиться. Обратите внимание, что чистый изгиб потенциала, что в целом соответствует данные об исследованиях опертой пучков была использована для определения прочности при изгибе из железобетонной балки в повседневной разработки и анализа структур. Под действием силы тяжести нагрузки, однако, сжимающие арки действий и растяжение контактного действия развиваются в железобетонных изгиб члена, что сдерживает аксиально на границах, как и в случае с рамкой пучков. Осевое сжимающее усилие развивается, как это наблюдалось в опытах ,10-12, когда продольные расширение за счет растрескивание бетона удерживается прилегающих конструктивных элементов.
Таким образом, балки или плиты с верхней растрескивания из-за отрицательного изгиба опор и нижней растрескивания из-за положительного изгиба в середине пролета действовать как сжатие арки подвергаются как изгибе и сжатии. Tests12 показали, что несущая способность один конец плиты из-за сжатия действий арка может быть от 30 до 100% выше, чем определенная по урожайности линии подход механизм краха. Кроме того, аналитические исследования показали, что даже частично сдержан один конец плиты могут достичь значительных дополнительных сил в результате осевое сжимающее force.13 По сравнению с исследованиями, плит, однако, не хватает экспериментальных данных на сжатие арки эффекты для железобетонных балок ..
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Это исследование экспериментально исследованы возможности тяжести нагрузки аксиально сдержанный железобетонных балок и критических параметров, влияющих на сжатие арки действий. Исследование подтвердило эффективность механической модели решения сжимающих эффект арки. Учитывая благотворное сжимающих арки воздействие на изгиб балок потенциала приведет к более глубокому пониманию перераспределение нагрузки характеристики железобетонных конструкций кадра в сценарии потерять влияние колонке, что приведет к более точной оценки риска прогрессирующее обрушение конструкции.
Экспериментальная программа
Испытание переменным
Экспериментальная программа состояла из 12 reducedscale тестирования образцов. Каждый образец представляет собой два отсека пучка в результате удаления поддержки столбца. Испытания один конец плиты указал, что действия сжимающих арки за счет продольной сдержанность плиты границ функции изгибных отношение арматуры и отношение размаха к depth.12 Кроме того, мгновенное удаление несущей столбце результатов в быстрое перераспределение нагрузки на пучках по преодолению удалить столбец. Она представляет интерес для подтверждения развития сжимающих арки действий в рамке балки при быстрой загрузки. Таким образом, три серии испытаний проводились с целью изучить следующие параметры, влияющие на сжатие арки эффекта: 1) соотношение изгиба арматуры (серии), 2) отношение пролета пучка по глубине (B-серии), и 3) скорость нагружения ( C-серия).
Испытаний узлов
Как показано на рис. 1, каждый тест узла состоит из двух вдвойне армированных балок, соединенных с колонной незавершенная в центре и два коротких колонн по краям, где вращательных и ограничения на продольные пучки были применены. В центральном столбце представлены удалить столбец и 250 мм (9,8 дюйма) площадь для всех образцов. Края колонны, увеличенный размер для удобства быть прикреплен к тестовой системе.
В серии испытаний, балок изменялась в изгибе отношения арматуры и измеряется 150 мм (5,9 дюйма) в ширину, 300 мм (11,8 дюйма) глубоко, и 1225 мм (48 дюймов) в целях четкого службы. Четкое Л. службы определяется как расстояние между поверхностью центральной колонки к краю колонки. Потому что глубокие балки с достаточной жесткости прямо над удалить столбец могут потребоваться для обеспечения адекватного альтернативного пути нагрузки, 14 пучков с нижнего пролета углубленного отношение LN / ч были рассмотрены в настоящем исследовании, и включены в серии испытаний. В B-серии испытаний, балки были же сечения, как и в A-серии, но с разной длиной пролета. Пучков C-серии образцов были одинаково и были усилены 100 мм (3,9 дюйма) в ширину, 200 мм (7,9 дюйма) в глубину, и 1350 мм (53 дюймов) в длину. Из-за ограничения скорости нагружения введенных погрузочного оборудования, образцов с меньшего масштаба были включены в C-серии тестов. Геометрии испытания образцов приведены в таблице 1.
Все образцы были построены, использование готовых смешанных normalweight бетона. Бетона на сжатие Аи сила колебалась от 19,9 до 39 МПа (2890 до 5660 фунтов на квадратный дюйм). Прочность бетона была измерена в начале тестирования и определяется путем усреднения значений три 150 мм (5,9 дюйма) кубов из той же партии бетона образца. Потому что образцы были вдвойне железобетонных силы было незначительным влиянием на пучок чистого изгиба потенциала. Широкий диапазон прочности бетона, однако, позволило изучение влияния пучка осевой жесткости, как правило, предполагается, в зависимости от прочности бетона на сжатие арки действий. Деформированных стальных стержней диаметром 12 и 14 мм (0,47 и 0,55 дюйма) были использованы для пучка изгибных подкрепления. Продольной арматуры, стоял на якоре в край колонны с крючками и встретился с ACI 318-0515 нормативными требованиями в целях развития длины. Гладкие бары с диаметром 8 мм (0,31 дюйма) были использованы для связи. Все образцы имели четкие конкретные крышка 20 мм (0,79 дюйма) для продольных балок.
Потому что испытания сосредоточены на сжатие эффект арки, непрерывных продольных балок на колонну центра и обручи с близкими расстояния были использованы в лучах чтобы избежать преждевременного выхода из строя из-за разрыва усиление или сдвига бедствия. На рисунке 1 показаны типичные раскладки укрепление образцов. Измеряется прочность бетона и укрепления детали для каждого образца приведены в таблице 1. В таблице 2 приводятся измеренные свойства материала, из укрепления на основе среднего из трех купонов ..
Проверка настройки и измерения
2 показана схема эксперимента принятой в данном исследовании. Схема испытания позволили моделирования вертикальных, продольных и вращательных ограничения, налагаемые на концах бруса остальной конструкции. Тестовой системе было спроектировано и построено для достижения сдерживающих эффектов на пучке границ. Прежде чем была проведена проверка, край колонны образца были закреплены в стальной розетки (на рис. 3), стальные пластины и высокопрочных болтах. Каждое гнездо было связано с жесткими опорами на испытательном стенде стальные булавки, расположенной на расстоянии 150 мм (5,9 дюйма) от пучка конца. Контактный соединений позволило розетки, чтобы повернуть и горизонтально смещения временно. Образца Поэтому опертой на данном этапе. Затем гнездо на каждом конце образца был также связан с поддержкой вертикальной стойки и горизонтальные стойки для достижения осевых и вращательных ограничения на концах бруса после сборки. Две роликовые подшипники были использованы на боковых гранях незавершенная колонке центра по борьбе образца от скручивания и экспонирования вне плоскости движения во время тестирования.
Гравитация загрузки был смоделирован с применением вниз смещений на незавершенная центральную колонну через servocontrolled привода противодействуя загрузки кадра. Для A-и B-серии испытаний, за исключением начальной загрузки, а некоторые паузы для осмотра, с постоянной скоростью загрузки 5 мм / мин (0,197 дюйма / мин) был сохранен до отказа образцов. Для C-серии тестов, скорость нагружения под контролем в 0,2, 2 и 20 мм / с (0,008, 0,079 и 0,787 дюйма / сек) для образцов, C1, C2 и C3, соответственно. Следует отметить, что средняя скорость вертикального перемещения на колонки сразу же после их внезапного удаления взрывом в области испытаний, описанных в литературе 7 и 8 не превышал 90 мм / с (3,54 дюйм / с), которые могут быть конвертированы в Меньшее значение в тесте экземпляр с уменьшенном масштабе. Таким образом, если C-серии образцов, как предполагается, имеют 1/4-scale, 20 мм / с (0,787 дюйма / с) скорость нагружения образца применяются на C3 вероятно, моделируемых скорость перемещения на удалена колонка каркасной конструкции .
В ходе испытаний, вертикальная нагрузка P и отклонение А в незавершенная центральную колонну были измерены с помощью встроенного в камеру нагрузки в приводе и перемещения преобразователей. Горизонтальной реакции N и F вертикальной реакции показано на рис. 2 были измерены датчиков встроенных в стойки, что связано гнездо стали и поддержку. Измеренные отклонения на поддержку и положительный изгибающий момент М в середине пролета в зависимости от равновесия образцы оцениваются по их деформированного позиции.
Сталь деформации растяжения были измерены на отдельных участках в пластическом шарнире потенциальных зон пучков на опоры и центральная колонка. Кроме того, горизонтальное перемещение и вращение края колонны были измерены для определения реальной жесткости поддержки. Горизонтальная жесткость опоры, определяется как силу для производства единицы перемещения в горизонтальном направлении, составляет примерно 1000 кН / мм (5710 койка / в.). Вращательных жесткость опоры, определяется как изгибающего момента, необходимых для производства единицы вращения составляла около 17500 kN-m/rad (12910 k-ft/rad).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
Вертикальные и горизонтальные нагрузки и прогиба реакции
Общее поведение особей, изображенного на рис. От 5 до 9 по реакции вертикальной нагрузки P и горизонтальные реакции N по сравнению с центром отклонения нормализованного по глубине пучка ч. Сжимающая сила реакции присваивается отрицательный и представлен в нижней части участка. На рисунках 5 и 6 настоящего тестовых данных для серии образцов с учетом и без симметричного изгиба арматуры, соответственно. Ответ B-серии образцов показали вместе с образцами A3 и A6 для сравнения на рис. 7 и 8. На рисунке 9 показана реакция C-серии образцов, подвергнутых различной скоростью загрузки. Нагрузки, когда уступая место у опор Ру, а пик нагрузки за счет сжатия арки действия ПКП также показаны на рис. 5 до 8. Тестовых данных в настоящем докладе не учитываются изгиба балки эффект за счет собственной массы образцов.
В приложенной нагрузки, трещин от изгиба состоялся первый на границе света и заглушки центральной колонки. Крекинга нагрузки варьировались от 24 до 30 кН (5,4 на 6,7 KIPS) для серии образцов. Для B-серии образцов, из-за большего размаха и, следовательно, высокие эффекты образца собственный вес, треск нагрузки были снижены до 9,9 до 13 кН (от 2,2 до 2,0 KIPS). Первая крекинг вскоре последовала растрескивание бетона при пучка поддерживает. Горизонтальные силы реакции, как правило, незначительным в ходе первоначальной загрузки, но заметно увеличилась после трещин от изгиба произошло как на середине пролета и поддерживает, указывая на начало сжатия арки действий. Из-за мобилизации осевой сдержанность, растрескивание бетона не вызывает значительного уменьшения жесткости и большинство образцов представлены около линейного отклика прогиба от нагрузки до изгиба податливость лучи.
Первый уступая лучей произошло в середине пролета образцов за счет положительного изгиба, а затем на поддержку из-за отрицательного изгиба, что привело к выраженной деградации жесткости. После уступая в поддерживает пиковую нагрузку КБП было достигнуто на нормированные отклонения в пределах от / ч = 0,16 и 0,34. Хотя КБП было достигнуто, горизонтальная сила реакции может продолжать увеличиваться. Максимальное сжатие силы реакции птах измеряется в тесте была достигнута, когда конкретные дробленая в середине пролета при значении А / ч между 0,29 и 0,50. Из-за неожиданного в плоскости вращения незавершенная центральную колонну, бетон дробление происходило ранее в / ч = 0,20 с образцами A2. Бетонные дробления сократили осевой жесткости балок и, таким образом, о чем свидетельствует уменьшение измеренных сжимающей осевой силы, снижение осевой эффекты запретительные условия на опорах. Он отметил, что для серии образцов с более низким LN / ч (= 4,08), конкретные дробления в целом вызвало стремительное падение прикладного вертикальной нагрузки и горизонтальных сил быстрого реагирования.
С увеличением отклонения центра, большинство образцов, за исключением A5, разработанного растягивающих осевых сил, что свидетельствует о переходе от сжимающей арки действий растяжение контактного действия. Развитие контактного действия, как правило сопровождается увеличением вертикальной нагрузки. До отказа (в лице прекращения точки кривых на рис. 5 до 9), образцы демонстрируют значительные отклонения в основном за счет концентрированного неупругие деформации опор и в середине пролета. Окончательный провал всех образцов было объявлено разрушения нижней укрепления на границе света и незавершенная центральной колонки. Неспособность режима B3 образца показана в качестве примера на рис. 10. Значения А / ч в связи с тем колебалась от 0,66 для образцов A3 до 1,44 для B3 образца. Относительное отклонение / LN, которые могут быть приняты в зависимости от пластического шарнира вращения, однако, был ограничен близкие значения между 0,16 и 0,20 рад. Следует отметить, что предельная нагрузка в контактных действий ПТУ измеряется на разрушения продольной арматуры был ниже, чем сжимающие арки потенциала для ПКП серии образцов с меньшими службы и от 20 до 45% выше для B-серии образцов с более пролета .
C-серии образцов (LN / ч = 6,12), подвергшиеся три различных скоростях нагружения представлены те же функции, B-серии образцов. Сжатие арки действий было отмечено во всех тестах. Хотя выше скорость загрузки привело к увеличению нагрузки крекинга, большие сжимающие горизонтальные силы реакции, а несколько больше, сжимающие арки способность ПКП, а также влияние нагрузки скорость рассмотрел в ходе испытаний, можно пренебречь. Ни горе, ни сдвига крепления провал наблюдался в три серии испытаний. В таблице 3 приведены результаты испытаний для каждого образца, в том числе грузов на крекинга и податлив, пиковых нагрузок при сжимающих арки действий, нагрузка при разрыве изгиб арматуры, пик осевой силы реакции и измеряется центр прогибов на несколько характерных этапов загрузки ..
Воздействии сжимающих арки действий на пучке грузоподъемность
Измеряется грузоподъемностью КБП за счет сжатия арки эффекты и B-серии образцов и образцов С1 по сравнению с аналитическими прогнозами с использованием классического подхода пластиковых механизм распада и используя формулировки предложенной Park.13 грузоподъемностью Pyu в соответствии с обычных пластиковых подход к анализу была определена на формирование механизма распада из-за движущиеся в обоих середине пролета и поддерживает образца. Конечная изгиба потенциала без учета наличия осевой сдерживающей силой был использован для определения прочности при изгибе от пластического шарнира. Нет упрочнения был рассмотрен для продольной арматуры. Рядов данных с полыми маркеров на рис. 11 приведено сравнение между ПКП и Pyu. Расстояние по вертикали от диагональной линии фигуры с точки данных ясно указывает на чрезвычайно недооценили грузоподъемностью образцов на основе традиционного подхода. Фактор повышения силы должны на сжатие эффекта арки, которая определяется как отношение к ПКП Pyu, в диапазоне от 1,53 для образца B2 до 2,63 для образца A4 ..
Park13 предлагается аналитическая модель в один конец плиты продольно сдержан на плите границ. Парк формулировки были изменены здесь, которые будут использоваться для аксиально-сдержанный пучков. Нагрузки за счет сжатия арки эффект для образцов, испытанных в этом исследовании была определена как максимальное значение P вычисляется по следующей формуле
... (1)
где Ь ширины пучка; ч пучка глубины; Ь?? является конкретным цилиндра силы сжатия, как предполагается, F?? с = 0.8fcu; А1 (определяется в соответствии с МСА 318-0515) представляет собой отношение глубины конкретных эквивалентных напряжений блок на глубину нейтральной оси, а есть отношение Расстояние от пластического шарнира в середине пролета до ближайшей поддержки 2В; T и T?? растягивающие результирующей силы стали на середине пролета и поддерживает; Cs и Cs?? сжимающие результирующей силы стали на середине пролета и поддерживает; T, T??, Cs и Cs?? рассчитываются с использованием сталей доходность, г представляет собой балку, эффективная глубина, г?? расстояние от центра тяжести сжимающих подкрепление к бетонной поверхности сжатия; вывода пучка собственный вес на единицу длины пучка и
... (2)
, где S является поддержка жесткости в горизонтальном направлении, а Ес конкретные модуль упругости определяется в соответствии с МСА 318-05.15
Решение, предлагаемое уравнение. (1) и (2) вытекает, поскольку отклонения А должны быть постепенно увеличена определить пиковое значение П. Следует отметить, что в связи с предположениями, сделанными в модели в связи с состоянием стресса для стали и бетона, P-A соотношение определяется формулой. (1) и (2) не может быть использован, чтобы описать весь ответ прогиба от нагрузки образца.
Уравнения (1) и (2) были приняты для оценки КБП, грузоподъемность образцов из-за сжатия арки действий. Измеряется горизонтальная жесткость опоры, примерно 1000 кН / мм (5710 койка / в.), Был использован для определения С. Сравнение рассчитанных по сравнению с измеряемой мощности показана сплошными точками на рис. 11. Видно, что хорошая была достигнута договоренность между результатами тестов и результатов анализа на основе модели парка. Среднее соотношение рассчитаны на измеряется мощность 0,95 со стандартным отклонением 0,04.
Следует отметить, что выбор S для практических ситуациях, не может оказать существенное влияние на расчетную грузоподъемность. Продольных сдержанность на концах бруса осуществляется окружающих структурных компонентов, включая колонки, а также плиты перекрытия. На основании модели парка, последствия жесткости на боковых КБП является функцией отношения SLN / (bhEc), который представляет собой относительное осевой жесткости поддержку осевой жесткости балки. Было установлено, что, даже если только 20% от фактической жесткости поддержку в ходе испытаний, считалось, расчетная нагрузка ПКП образцов была снижена менее чем на 10%.
Воздействии осевых сдержанность внутренних войск
Хотя это хорошо известно, что наличие осевой силы в столбце может увеличить свой изгиб потенциала, роль осевое усилие, разработанные в продольном сдержанный пучка носит сложный характер. Чтобы проиллюстрировать это положение, рис. 12 представлены в том же участке ответ вертикальной нагрузки P, N горизонтальной реакции, изгибающий момент M поддерживает??, И момент, в середине пролета M в качестве центра отклонения увеличилось B3 образца до его из строя. Для удобства сравнения, P была нормирована Pyu, нагрузка на формирование пластиковых механизм распада без учета эффектов сжатия дуги. N была нормирована по абсолютной величине максимального осевое сжимающее усилие птах. M?? и М определяются из экспериментальных данных были нормированы на соответствующие чистого изгиба М0 потенциала?? и М0 рассчитывается без учета взаимодействия между осевой силы и момента. P, N, M?? И M удовлетворяют
P = 2 (M 'M - N
где М обозначает изгибающий момент вызванных образца собственный вес. Figure12 показывает, что сжатие действий арка может значительно улучшить способность изгиб балки разделе. По сравнению с М0?? и М0, луч изгиба потенциала B3 образца на поддержку и в середине пролета была увеличена на 66% и 150% соответственно. Тем не менее, два раза влияние осевое сжимающее усилие существует. Как следует из уравнения. (3), осевые силы ведет к снижению несущей способности с помощью P- В результате КБП была достигнута задолго до максимального изгибающего моментов поддерживает и в середине пролета были достигнуты. Таким образом, общий эффект повышения прочности, измеряется пиковым значением P / Pyu, был менее чем в среднем по пиковых значений M/M0 и M '/ M'0, что представляет собой изгиб укрепление потенциала в поддержку и в середине пролета . Он отметил, что до отказа, образец может все еще сопротивляются значительное количество изгибающий момент в критической секции. Таким образом, двойной кривизны деформированное был сохранен в лучах до отказа, когда на укрепление нижней середине пролета разорванных при контактных действий ..
Воздействие коэффициент усиления и службы углубленного отношения на сжатие эффекта арки
Как указано в формуле. (3), сжатие арки потенциала ПКП зависит от пучка изгибных потенциала, сжимающей осевой силы, и отклонения луча, которые являются функциями изгиб коэффициент усиления и отношением сторон для балки пролета в глубину. Учитывая, что аналитическая модель сформулирована в формуле. (1) и (2), комплекс для практического применения, влияние пучка коэффициент усиления и Л. Н. / ч на сжатие эффекта арки были рассмотрены отдельно с использованием тестовых данных.
Рис 13 (а) участки фактора силы в отношении повышения пучка изгибных отношение арматуры для серии образцов (LN / ч = 4,08). Оба лучших баров на поддержку и нижней полосы в середине пролета дали во всех тестах перед КБП было достигнуто. Кроме того, аналогичное поведению B3 образца показана на рис. 12, положительный изгибающего момента в середине пролета всех других несимметрично армированных образцов снизился менее чем на 5% при максимальной отрицательной изгиба было достигнуто на опорах. Таким образом, средний коэффициент растяжения укрепление оценивается в поддержку и в середине пролета был использован для изучения влияния изгибной коэффициент усиления. Как показано на рис. 13 (а), прочности на коэффициент усиления наблюдалось увеличение примерно линейным образом от 1,91 до 2,63, как укрепление соотношение уменьшилось с 1,13 до 0,46%.
Влияние длины пролета на сжатие действия дуги на рис. 13 (б) по сравнению Л.Н. / ч и фактор силы укреплению А на пять экземпляров. Твердых точками обозначены симметрично армированных образцов, А3, В1 и В2 (укрепление коэффициент = 1,13%). Полых точками обозначены несимметрично армированных образцов, A6 и B3 (в среднем армирования = 0,9%). Рис 13 (б) показывает, что фактор укрепления сил Низкий коэффициент повышения силы, однако, может по-прежнему достигать значения 1,54, что произошло в B2 с образцами LN / ч 9,08.
Грузоподъемность под действием контактного
Образца грузоподъемностью в контактной действий, ПТУ, по оценкам, с помощью простой модели показаны на рис. 14. Модель была создана в соответствии с равновесия на незавершенная центре колонны, где образцы неудачу в перелом нижней арматуры. ПТУ предполагается оказать сопротивление только вертикальная составляющая НТУ, растягивающие усилие, развиваемое в нижней решеткой. Сопротивление предоставляемый лучших баров в середине пролета и днища на опорах пренебречь. НТУ было определено из этого района и прочности на растяжение нижней решеткой. Предполагалось, что направление деятельности НТУ простирается от нижней панели в центре незавершенная колонке лучших баров на поддержку. Нагрузки в связи с контактного действия был рассчитан ПТУ = 2Ntusin неудачи и вертикальное расстояние между верхней и нижней арматуры.
На рисунке 14 показано сравнение расчетных измеренной нагрузку. Рисунка видно, что, несмотря на простой модели точно предсказал ПТУ для некоторых образцов, существует значительное расхождение между измеренными и расчетными результатами для других образцов ..
Использование сжатия арки действий и контактного действия в прогрессивных предотвращения краха
Тесты, проведенные в этом исследовании указано, что при наличии достаточных поперечное армирование и армирование непрерывной нижней приводится в рамке света, тяжести грузоподъемность может быть значительно выше, чем обычно предполагается. Дополнительные возможности загрузки из-за сжатия арки действий предлагается рассматривать в анализ, с тем чтобы выполнение структуры после потери несущей столбец может быть более точно смоделированы. Нелинейных конечных элементов model6 использованием волокна дискретизации для железобетонных балок, вероятно, служит именно этой цели, поскольку эта модель может захватить осевое сжимающее усилие, развиваемое в продольно сдержанный пучка. Линейных элементов обычно используется на практике для моделирования рама балки, однако, должны быть изменены таким образом, чтобы сжатие эффекта арки можно приближенно решать. Для этой цели, что является фактором повышения силы могут быть внесены изменения определение пучка изгиб. Фактор силы повышение определенного в уравнении.
(4), эмпирически от регрессионного анализа экспериментальных данных показано на рис. 13 и могут быть использованы для пучков с изгибной отношение усиление меньше, чем 1,3% (самый большой показатель для укрепления образцов, испытанных в данном исследовании) ..
... (4)
Испытания B-и C-серии образцов показали, что значительное отклонение должно быть достигнуто в пучке развивать ПТУ выше, чем ПКП. Конечная деформация пучка, однако, во многом зависит от удлинения растяжение подкрепление в критической секции. Таким образом, если достаточное удлинение стали была указана, и если соответствующий коэффициент сокращения сила применяться в отношении неопределенности участие в прогнозировании контактного потенциала для осуществления деятельности, следует проявлять осторожность, чтобы рассчитывать на контактных действий в пучке противостоять прогрессирующее обрушение. Кроме того, хотя было 22 ПТУ на 49% больше, чем КБП для B-серии образцов, ПТУ был близок или даже меньше, чем КБП для C-серии образцов, подвергнутых быстрой загрузки. Таким образом, вместо определения предельного состояния на прогрессирующее обрушение разрушения растягивающие подкрепление под контактного действия, сжимающие арки потенциала может иметь потенциально могут быть использованы в качестве основы для дизайна прогрессивных предотвращения краха. Следует отметить, что, если действия сжимающих арки учитывается, вертикальные смещения в удален столбец необходимо контролировать в течение приемлемого уровня.
Экспериментальных данных на рис. От 5 до 9 показывают, что, если неровности на удалена колонка может быть ограничено 0.3h, сжимающие эффект арки можно рассматривать с достаточной уверенностью. В соответствии с философией дизайна руководящих принципов, GSA, 1 вышеупомянутого ограничения деформации может также уменьшить степень повреждения структуры, арестовав провал прогрессирование структурных компонентов ..
РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ
Экспериментальное исследование было проведено расследование тяжести грузоподъемностью от железобетонного каркаса пучков при поддержке столбец удаляется из-за аномальных событий нагрузки. Испытания подтвердили действие силы повышения сжатия арки действий по пучка изгибных потенциала. Для образцов, испытанных в этом исследовании, сжимающие арки действий, вытекающих из осевого сдержанность вклад от 50 до 160% дополнительной грузоподъемности выходит за пределы возможностей оценкам без учета осевых сил сдерживать.
Испытания показали, что воздействие сжимающих арки действий увеличивается с уменьшением пучка пролетных отношение глубины и снижение изгибной коэффициент усиления. При быстром нагрузки, сжимающей эффект арки по-прежнему могут быть разработаны, но эффект скорости загрузки, можно пренебречь. Исследование показало, что луч тяжести грузоподъемность при сжимающих арки действия можно прогнозировать с помощью аналитической модели с достаточной точностью. Сжимающие эффекты арки предлагаются для включения в оценку уязвимости к прогрессирующее обрушение железобетонных конструкций кадра. Для того чтобы воспользоваться сжимающих действий арки, балки с более глубокими и более низкие секции продольной укрепление отношений должны быть использованы в конструкции, если другие структурные компоненты, такие как прилегающие балки, колонны, плиты или может стать эффективным продольной сдержанность.
Авторы
Авторы выражают благодарность фонд, предусмотренный в фонд естественных наук Китая (№ 50478114) для работы, представленные в настоящем документе.
Ссылки
1. GSA, "Прогрессивные Свернуть Анализ и проектирование руководящие принципы для новых федеральных зданий Управления и крупных проектов модернизации", США Администрация общих служб, Вашингтон, DC, 2003.
2. DOD, "Дизайн Строительство противостоять прогрессирующее обрушение," Единый критериям фонда, UFC 4-023-03, Министерство обороны США, Вашингтон, DC, 2005.
3. Болдридж С. М., Humay, ФК "Предотвращение прогрессирующее обрушение в бетонных зданиях," Бетон International, V. 25, № 11, ноябрь 2003, с. 73-79.
4. Hayes, JR-младшего; Вудсон, SC; Pekelnicky, RG, Польша, CD; Корли, РГ и Sozen, М., "Может усиление для землетрясений Улучшение Blast и прогрессивное сопротивление рухнет?" Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 131, № 8, 2005, с. 1157-1177.
5. Сасанидов М., Sagiroglu С., прогрессирующее обрушение железобетонных конструкций: лежащие в перспективе ", ACI Структурные Journal, V. 105, № 1, январь-февраль 2008, с. 96-103.
6. Бао, Ю.; Kunnath, SK; эль-Тавила, С. и Лью, HS ", макромодель основе моделирования прогрессирующее обрушение: RC структуры Frame" Журнал строительной техники, ASCE, В. 134, № 7, 2008, с. 1079-1091.
7. Сасанидов, M.; Базан, M.; и Sagiroglu, S., "Экспериментальная и аналитической оценки Прогрессивная Крах Фактические железобетонных конструкций", ACI Структурные Journal, В. 104, № 6, ноябрь-декабрь 2007, с. 731-739.
8. Сасанидов М., Sagiroglu, S., "Прогрессивный сопротивления Крах Hotel Сан-Диего," Журнал строительной техники, ASCE, В. 134, № 3, 2008, с. 478-488.
9. Сасанидов, М., "Отклик железобетонных заполненных-Frame структур к удалению двух соседних столбцов", инженерных сооружений, В. 30, № 9, 2008, с. 2478-2491.
10. Yi, W.; Он Q.; Сяо, Ю. и Kunnath, СК "Экспериментальное исследование на прогрессирующее обрушение устойчивостью Поведение железобетонных конструкций Frame", ACI Структурные Journal, V. 105, № 4, июль- Август 2008, с. 433-439.
11. Ортон, ПР, "Развитие системы углепластика, чтобы обеспечить преемственность в существующих железобетонных зданий Уязвимости прогрессирующее обрушение", Кандидатская диссертация, Техасский университет в Остине, Austin, TX, 2007, 363 с.
12. Лесли, KG, и Эдвард, JR, "Мембрана действий в Частично Сдержанная плиты", ACI Структурные Journal, В. 85, № 4, июль-август 1988, с. 365-373.
13. Парк Р., Gamble, WL, железобетонных плит, второе издание, John Wiley
14. Марджанишвили, М., "Прогрессивные процедуры анализа для прогрессирующее обрушение," Журнал Выполнение сооружений, ASCE, V. 18, № 2, 2004, с. 79-85.
15. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2005, 430 с.
Youpo Су профессор гражданского строительства и директор Хэбэй сейсмостойкого строительства исследовательского центра в провинции Хэбэй политехнический университет, Таншань, Китай.
Входящие в состав МСА Тянь Ин является профессором гражданского строительства в Университете штата Невада, Лас-Вегас, штат Невада. Он получил докторскую степень в Университете штата Техас в Остине, Остин, штат Техас. Он является членом комитета ACI 369, сейсмическая ремонту и реконструкции, а также совместное ACI-421 ASCE комитетов, Проектирование железобетонных плит и 445, сдвиг и кручение. Его исследовательские интересы включают экспериментальное исследование и численное моделирование железобетонных членов и систем.
Xiaosheng Песня преподаватель гражданского строительства в провинции Хэбэй политехнического университета.