Оценка эффективности изгиб Создание ударопрочность железобетонных членов

В данной статье представлены основе процедуры предсказать изгиба потенциала ударопрочность железобетона (RC) членов. Ряд физических экспериментов были проведены, чтобы подтвердить применимость процедуры прогнозирования изгиба потенциала ударопрочность членов RC. Результаты испытаний показывают также, что процедура была способна соотношения уровней в ущерб членов RC к нагрузкам в результате столкновений. В основе процедуры зависит от выполнения Монте-Карло статистических данных (MCS) моделирования в сочетании с перемещением основе дизайна (DBD) методом. Результаты моделирования показывают, что MCS измеряется пика и остаточных смещений от физических экспериментов, были предсказаны в пределах 95% доверительный интервал. Этот уровень доверия предполагает действия аналитических методов в оценке потенциала изгиба ударопрочность членов RC.

Ключевые слова: бетон членов; ущерб уровнях; перемещения основе метода; ударопрочность; Монте-Карло.

(ProQuest: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Ударная нагрузка может происходить из разных источников, но в проект моста, инженеров, в основном связанные с тяжелых грузовиков сталкиваясь с причалов и / или перегружателя грузовых автомобилей столкнулся с фермы. В крайнем случае, эти столкновения могут действовать совместно со взрывами в связи с этим воздействия события. Работа в Эль-Тавила и др.. были описаны уязвимости моста опоры при воздействии ударных нагрузок и последующего распада мост (El-Тавила 2004; эль-Тавила и др.. 2005). Другие примеры серьезного ущерба мосты в результате столкновения автомобиля перегружателя (Хайт и др.. 2008). Рисунок 1 иллюстрирует пример катастрофических последствий, которые могут возникнуть в результате столкновения грузовика с центральной пристани моста. Эта цифра показывает также, что столкновения грузовика и в результате взрыва привели к краху путепровода.

Компьютерное моделирование столкновения транспортных средств по мосту членами стали предметом интенсивных исследований в последние десятилетия. Эль-Тавила и др.. (2005) использовали неупругих переходных моделирования конечных элементов для оценки спроса на опорах моста в результате столкновения транспортных средств. Ито и др.. (2008) использовали метод конечных элементов программы LS-DYNA (2001) для имитации прогрессивного воздействия тяжелых грузовиков по конкретным барьером. Результаты этих и других аналитических работ подчеркнули недостатки AASHTO (2007) положения транспортного средства столкновения. Например, эти положения не включать динамическое взаимодействие между сталкивающимися транспортного средства и мост компонент и влияют на свойства материала в результате эффекты скорости деформации.

Эта статья представляет основе упрощенной процедуры оценки нагрузки и смещение потенциала железобетона (RC) участников в соответствии столкновения нагрузок. Предлагается численный метод участие изменения и осуществления перемещения основе дизайна (DBD) процедуры (Пристли и др.. 1996), которая традиционно используется для сейсмических нагрузок и применяется к ударным нагрузкам в результате движущийся объект. Основная цель предлагаемой процедуры DBD это сопоставить скорость движущегося объекта на воздействие на уровень ущерба. DBD процедуры были внесены изменения, включают влияние скорости деформации от свойств материала, нелинейного поведения структурных системы под воздействием нагрузок и динамических эффектов в результате инерционных сил.

Эта процедура в соответствии с других методик, предложенных в текущей сейсмической коды дизайна. Performancebased дизайн подход привел из желания инженерным сообществом землетрясения, непосредственно направленные на более широкие социально-экономические потребности общества путем осуществления, основанные на результатах многоуровневых рамки. Эта структура включает в себя параметры, которые выходят за рамки lifesafety, таких, как повреждение профилактики метрик, которые используются для обеспечения различных уровней функциональности и защиты от больших социально-экономических потерь (Krawinkler 1995). Этот спектакль основе философии на передний план вышли сейсмостойкого строительства после 1994 Northridge, CA, землетрясения, когда структурных повреждений и экономические потери превысили $ 40 млрд, что привело к значительным убыткам для местных общин (Гордон и сотр. 1998; Sunder 2003). По сравнению с 1971 Сильмар / Сан-Фернандо и 1989 Лома Приета вызывают землетрясения $ 500 млн и $ 13 млрд в структурных повреждений и экономических потерь, соответственно (Sunder 2003) ..

В последнее время террористические нападения на невоенные структуры по всему миру, также повышает уровень осведомленности о необходимости разработки структуры взрывных нагрузок (Longinow и др.. 1987; Али 2002). Следовательно, проектирование гражданских инфраструктур противостоять землетрясения, взрывных и ударных нагрузок будет и впредь развиваться в направлении на основе оценки выполнения показателей, которые включают "предупреждение человеческой жизни, потери", а также более "управляемой / безопасность ущерб" философии дизайна (Silva и Лу 2007).

Серии в Монте-Карло статистических данных (MCS) моделирования были также проведены в сочетании с методом DBD. MCS моделирование проводилось для 100 циклов, и в ходе каждого цикла, переменные случайным (Elishakoff 2003). В течение каждого цикла, метод DBD была проведена детерминировано, используя случайные переменные. Результаты каждого цикла были затем использованы для оценки надежности метода DBD при расчете ударных нагрузок требуется ввести учитывая ущерб уровне испытанных членов RC. Для изучения возможности использования DBD метода для оценки потенциала изгиба ударопрочность членов RC, RC девять членов были испытаны под воздействием нагрузок с использованием маятника помещений в Федеральной дорожной администрацией Тернер Фэрбенкс в городе Маклин, штат Вирджиния.

Результаты моделирования показывают, что MCS измеряется пика и остаточных смещений от физических экспериментов, были предсказаны в пределах 95% доверительный интервал. Этот уровень доверия показывает действительность аналитических методов для сопоставления уровней в ущерб членов RC к нагрузкам в результате столкновений. В настоящем документе представлены основные аналитические и экспериментальные результаты, которые могут обосновать справедливость аналитических методов в лучшем оценки потенциала изгиба ударопрочность членов RC.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

В настоящее время является отсутствие упрощенных аналитических инструментов, инженеры могут использовать надежно коррелируют ущерб уровнях в члены RC к нагрузкам в результате столкновений. Методики исследованы в данном исследовании, обеспечит выполнение основе инструментов, которые могут быть использованы для оценки уязвимости членов RC под воздействием нагрузок. Предполагается, что эти инструменты оценки будут также применяться при оценке остаточного потенциала поврежденных членов и последующего распада структуры после воздействия.

Экспериментальная программа

Испытано железобетонных образцов

Девять образцов с пролетом углубленного отношения 7, номинальная размеры 140 х 140 х 1980 мм (5,5 х 5,5 х 78 дюймов), и продольно армированные четыре D10 (№ 3) были построены бары для этой экспериментальной программы. Службы углубленного отношения 7 была выбрана наложить преимущественно flexuredominated ответ. Дальнейшие исследования будут сосредоточены на использовании нижнего пропорций, которые будут использоваться для проверки правильности процедуры для сдвига с преобладанием реагирования.

Испытаны образцы были построены с достаточным количеством поперечной арматуры для обеспечения надлежащего реагирования пластичного будут достигнуты в ходе испытаний либо без сохранения выпучивания продольной арматуры или сдвига провала. Удовлетворяя требования к ACI поперечной арматуры, все образцы были укреплены D5 (3 / 16 дюйма) диаметр клетки спираль на расстояние 50,8 мм (2 дюйма) (см. рис. 2).

TEST MATRIX

Девять образцов были сгруппированы в четыре серии испытаний, соответствующие непосредственно на уровне повреждения в ходе испытания. Резюме теста матрицы, ожидаемые уровни ущерба, а также целевые показатели производительности приведены в таблице 1. Испытаны образцы были созданы в порядке возрастания ущерба от КИ CIV. Из испытанных образцов серии CI не представляет видимых повреждений, эти образцы были затем использованы для проведения испытаний в серии CIV.

TEST SETUP

На рис. 3, влияние нагрузки был использован маятник система находится в ФДА Тернер Фэрбенкс в городе Маклин, штат Вирджиния. Ударные нагрузки был подготовлен стальной шарик массой т = 51,50 кг (113,54 фунтов), который был освобожден из заранее высота для достижения желаемого скорость в момент удара. Образцы помещались в траектории маятника с тем чтобы они повлияли на их середине пролета, когда стальной шарик был на нижней точке своей траектории. Рисунке 4 (а) показывает высоту на испытательной установке и место удара. Образцов проводились на месте с помощью двух вспомогательных структур с осевой расстояние 1981 мм (78 дюйма). Эти опоры были построены с ребром жесткости пластины и прижимной углом к надежно закрепите единиц.

Приборы, используемые при тестировании торговых стратегий

Высокоскоростные видеокамеры, были использованы для цифровой записи ударных испытаниях. Кроме того, трехосный акселерометр, был прикреплен к стальной шарик (см. рис. 3 (б)). Видеокамеры способны были съемки со скоростью 1000 кадров в секунду, а также анализ тупик фотографии, кино, записи, а также акселерометр, были использованы для: 1) получить скорость времени историю стальной шар, 2) получим продолжительность воздействия нагрузки, 3) получить смещение времени истории испытания установок и 4) выявление сбоев испытания установок.

Фильм записи были проанализированы с использованием программного обеспечения для анализа движения технологией, которая часто используется в аварии анализ транспортных средств. Программное обеспечение записи положение точки слежения и развивает скорость и displacementtime записи истории. На рис. 3 (б) и 4 (б), цели были размещены на стальной шарик и по образцов. Цели находятся на известном расстоянии друг от друга и программного обеспечения коррелирует эти аспекты с соответствующими пикселей через процесс калибровки. Калибровки затем использованы для разработки времени истории. Эта технология значительно сокращает время, необходимое для установки и испытания оказалась ценным инструментом при испытаниях на удар, поскольку не содержит электронных измерительных приборов не требуется.

Свойства материалов

Таблица 2 показывает, краткое изложение соответствующих свойств материалов, которые были получены из образцов. Прочности бетона на сжатие через 28 дней был получен набор из шести цилиндров, что были брошены вместе с испытанной единиц. Испытания свойств материалов для этих образцов в среднем прочность на сжатие через 28 дней ФК '= 31,0 МПа (4499 фунтов на квадратный дюйм) и стандартное отклонение 2,02 МПа (294 фунтов на квадратный дюйм), в результате чего коэффициент вариации (COV) составил 6,5%.

Таблица 2 показывает, краткое изложение соответствующих свойств материалов, которые были получены из образцов. Прочности бетона на сжатие через 28 дней был получен набор из шести цилиндров, что были брошены вместе с испытанной единиц. Испытания свойств материалов для этих образцов в среднем прочность на сжатие при 28 дней фу = 31,0 МПа (4499 фунтов на квадратный дюйм) и стандартное отклонение 2,02 МПа (294 фунтов на квадратный дюйм), в результате чего коэффициент вариации (COV) составил 6,5%.

Штамм скорости воздействия на свойства материалов

КСР-FIP90 (1993) была использована модель для оценки прочности бетона при различных скоростях деформации. КСР-FIP90 код представляет динамических факторов роста (DIFs), которые оценивают увеличение прочности при сжатии, модуля упругости и деформации на максимальную нагрузку. Что касается последствий высоких скоростях деформации в подкрепляющие свойства стали, DIF значения разработаны Малвар и Росса (1998) были приняты. DIFs были использованы для получения изменение свойств материала. Изменение свойств материала учета скорости деформации эффектов представлены на рис. 5 и 6. Эти цифры показывают, что свойства материалов для бетона и стали в значительной степени зависят от введенных скоростей деформаций. Это изменение свойств материалов были затем использованы для разработки момент кривизны отношений испытания образцов.

Аналитические методы

Монте-Карло статистических данных (MCS) моделирование выполнено на статистически оценить скорость стального шарика в момент удара необходимо разработать учитывая ущерб уровне испытанных образцов в пределах 95% доверительный интервал. При моделировании MCS, каждая случайная величина проб в течение нескольких циклов, и в ходе каждого цикла, воздействие проблема решается использованием детерминировано displacementbased дизайн (DBD) методом. Моделирование MCS впоследствии был использован для анализа неопределенности и погрешности метода DBD при расчете скорости удара, необходимых для достижения выбранного уровня повреждения. Результаты исследований от последствий испытаний были затем использованы для проверки и подтверждения методики расчета. Подхода приводится ниже:

Шаг 1: Выберите нужные критерии

Детерминированным процессом, который был включен в моделировании MCS является DBD метод, который обычно используется в сейсмических дизайна. Метод DBD начинается с выбора критерий, основанный на уровне перемещения пластичности (шланг и др.. 2000). В таблице 1 приведены четыре уровня производительности, принятые в этой исследований, а также корреляция между серии испытаний с ожидаемым уровнем повреждения и смещение уровня пластичности.

Шаг 2: Выбор начальных условий

Для того чтобы лучше предсказывать оценки о влиянии скорости, необходимой для достижения желаемого ущерб, переменных, участвующих в анализе, по оценкам, следить усеченного нормального распределения в рамках указанных уровней COVs в соответствии с таблицей 3.

Шаг 3: Развитие отношений момент кривизны железобетонных членов

Момент кривизны отношений были разработаны на основе изменение напряженно-деформированного отношений представлены на рис. 5 и 6 и случайных величин, показано в таблице 3. Рисунок 7 изображает момент в результате кривизны отношений из этих анализов. Для примера, на рис. 7 была разработана с использованием средних значений приведены в таблице 3, но в ходе моделирования MCS, эти отношения были разработаны для каждого цикла в зависимости от случайных величин.

Шаг 4: Разработка нелинейного отклика железобетонных членов

Шаг 4 состоит в установлении нагрузки перемещения отношений. Анализ состоял реализации структурной модели складывается из двух элементов кадра и фокусировки области пластических деформаций (или определяется также как пластический шарнир) в точке удара. Структурные модели, используемой в анализе показано на рис. 8. Благодаря своей симметрии, только половина пучка был рассмотрен в ходе анализа. Даже несмотря на поддержку структур, показанных на рис. 4 (а) были разработаны, чтобы противостоять максимальный ожидаемый ударные нагрузки в запас прочности 3, первые испытания показали, легкое вращение этих вспомогательных структур. Впоследствии вращения несущих конструкций, был включен как в следующем нелинейной матрицы жесткости

... (1)

где просто L / 2, и вращательного жесткость опор и была оценена как жесткость на кручение W10 х 30 поддерживает формулой. (2).

... (2)

где J является крутильных константы W10 х 30 раздела (1,5 ^ 10 ^ -6 SUP мм ^ SUP 4 ^ [0,62 дюйма ^ SUP 4 ^]), G модуль сдвига (100 ГПа [1100 KSI]) и L ^ югу зир представляет длины несущих конструкций (762 мм [30 дюймов]). После окончательной сборки глобальной матрицы жесткости, дополнительные прогиба в середине пролета описывается уравнением. (3).

... (3)

В этих уравнениях, после выхода г жесткости и упругости Е. югу ^ Y ^, соответственно

... (4)

На рис. 9, нагрузка-смещение отношения представляются для скорости деформации 10 / с и для различных значений вращательных жесткости опор. По мере роста, урожайности и увеличение конечной нагрузки, но и выход конечной прогибов снижение за счет повышения жесткости опор. Как и прежде, на рис. 9 была разработана с использованием значений таблицы 3, однако при моделировании MCS, нагрузка-смещение отношения были разработаны для каждого цикла.

Шаг 5: Разработка эквивалентной линейной структуры системы заменить

Далее, нагрузка-смещение отношения были использованы для разработки эквивалентного линейного упругой системы на каждом из уровней и пластичности для каждого цикла MCS. Этот метод часто назначается в качестве подхода заменить структуру (Шибата и Sozen 1976), и показано на рис. 10. В рамках подхода, структуры заменить весь неупругих ответ "сила-смещение описывается идеализированной линейной упругой системы с эквивалентными Keff жесткость данного уравнения. (5)

... (5)

где? ^ ^ SUP основана на выбранный уровень производительности или перемещение пластичности, то есть представлены формулой. (6).

... (6)

Выход отклонения? ^ ^ К югу у вычисляется по формуле. (3), приравнивая после выхода жесткости г на 1. На основе подхода, структуры заменить динамические нагрузки F точки ^ ^ к югу в данной и заданной после выхода жесткости г описан в формуле. (7).

Fa = [т (- 1) 1] Fy (7)

Эти уравнения были затем использованы для полного описания структуры заменить. Наконец, соответствующая эквивалентная упругих T ^ период югу эфф ^ является

... (8)

В этом уравнении, W является вся масса государств-членов, или W = 981 кН (220,6 кг), а также км массового коэффициентом трансформации, который был использован для преобразования образцов в одной степенью свободы (SDOF) системы. В ТМ5-1300 (Navafac 990), км равна 0,49 и 0,33 для упругих и полностью пластиковые системы, соответственно.

Шаг 6: Преобразование дизайна статических нагрузок в динамические нагрузки

На этом этапе динамических факторов увеличения (DMFs) используются для преобразования статического югу нагрузки F ^ O ^ в эквивалентные динамические нагрузки F ^ ^ к югу по отношению рекомендовано Биггс (1964)

F ^ югу = DMF F ^ о ^ к югу (9)

Что касается отклонения, соотношение

? ^ Югу = DMF? ^ О ^ к югу (10)

Как и прежде,? ^ ^ К югу является динамическое смещение и? О статический перемещения.

Короткий срок, негармонических асимметричного треугольного профиля загрузки на рис. 11 был использован для разработки DMFs показано в формуле. (9) и (10). Основные параметры, необходимые для определения треугольным профилем нагрузки пик силы, время, продолжительность, чтобы пиковое значение нагрузки, представлены? ТД, а общая длительность импульса нагрузки представлен тд. На рис. 11, форма загрузки профиля зависит от асимметрии определяется?. Неопределенность в отношении асимметрии нагружения профиля были также рассмотрены в ходе анализа, как показано в таблице 3.

В соответствии с этим треугольным профилем загрузки, структура не может достичь своих максимальных перемещений в два этапа времени. Если максимальное смещение происходит в момент ТД, структура сказал дать ответ в течение принудительного колебаний фазы. Если максимальное смещение происходит вне времени ТД, структура сказал дать ответ в течение freevibration фазы.

В любом бесплатно или вынужденных колебаний фазы, DMF решается из уравнений движения и оценивается в зависимости от TD / TN. Для краткости, только графическое описание DMF приведена на рис. 12 различных уровней?, Однако, закрытые решения форме представлена в литературе Лу и Сильва (2006). Эта цифра отражает DMF в течение трех профилей загрузки и вычисляется на каждом из четырех уровней перемещения пластичности.

Локуса переходных точках изображает решение, при котором максимальное смещение происходит одновременно в свободной или принудительной колебаний фаз. Поскольку краткосрочные динамические нагрузки, как правило, в диапазоне от 10-3 сек, и структурных систем, таких как мосты и здания природных периодов в диапазоне от 0,10 до 3,0 секунд, DMF в кривые представлены на рис. 12 в основном для структур, которые находятся ниже коэффициент нагрузки длительностью 0,15. Таким образом, значения DMF, представленного на рис. 12, применима к большинству гражданских сооружений, были затем использованы для преобразования дизайн статических нагрузок в динамические нагрузки.

Шаг 7: Compute удара

Далее, скорость при ударе, V, получим, приравняв области под действием приложенной треугольным профилем загрузки на изменение импульса системы, что приводит к

... (11)

где F ^ о ^ к югу является преобразованной статической нагрузки, W является вес стран-членов, к югу ^ ^ м-масса факторов преобразования, ТД является нагрузки длительность и г ускорение силы тяжести.

Шаг 8: Развитие интегральной функции плотности вероятности

Наконец, численное моделирование заключает развивающихся кумулятивных функций плотности вероятности. Результаты этого моделирования подход к каждому из желаемого уровня ущерба приведены в следующем разделе.

Монте-Карло результаты статистического моделирования

100-MCS цикл моделирования описанных выше был проведен для каждой серии испытаний. Накопительное распределения вероятностей (CPD) функции для перемещения и скорости при ударе Затем были разработаны для каждого уровня пластичности и результаты представлены на рис. 13. Результаты на рис. 13 (а) показать, что если данный уровень смещения будет достигнуто, существует очень низкая вероятность появления двух различных отказов и повреждений. Это более важные в низкий уровень вязкости из-за разделения каждого из функций ДСП. На более высоком уровне пластичности, разделение функций ДСП не настолько широкий, что указывает на пластичность 4 и 6, некоторый уровень неопределенности могут существовать какие отказов будет развиваться.

С другой стороны, представленные на рис. 13 (б) показать, что если заданной скорости будет достигнуто, существует высокий уровень неопределенности в отношении которых отказов будет развиваться во время удара события. Для заданной скоростью, то вероятность неудачи один режим, происходящих вместо другого, Pk, может быть вычислено как (Ang и Тан 1990)

... (12)

, где К. является выбрали скорость, FA (ВК) и FB (ВК) являются совокупный функций плотности вероятности для двух различных отказов и повреждений. Скорости для каждой серии испытаний были затем выбраны так, что вероятность Pk была максимальной для выбранного уровня повреждения и, как минимум по одной из других уровнях ущерба. Численные оценки в зависимости от выбранного скорости испытания и четыре уровня ущерба приведены в таблице 4. Например, при скорости V1 = 8,05 км / ч (5 миль / ч), существует 66,8, 10,4, 1,7 и 0,9% вероятность того, что? = 1, 2, 4 и 6 будут развиваться, соответственно. Скоростей приведены в таблице 4 были затем использованы в тестировании.

Результаты полевых испытаний

Результаты полевых испытаний проводится на маятник помещений в ФДА, Тернер Фэрбенкс в городе Маклин, В. А., приведены в следующих разделах:

CI серии испытаний

Серия испытаний CI был ввести перемещения пластичности? = 1, что соответствует незначительных трещин и каких-либо существенных повреждений, требующих ремонта (шлангов и др.. 2000).

Скорость-время "при ударе показана на рис. 14 (а). Видно, что влияние скорости в данном случае была несколько ниже заданной скоростью при ударе для этих испытаний. На рисунке также видно, что есть уменьшаться в направлении массового маятника около 0,012 секунды, что знаменует собой окончание нагрузки длительностью тд. Использование верхнего зрения Slowmotion видео, смещение времени истории в середине пролета была определена и показана на рис. 14 (б). Образцов достигла максимального смещения около 3,81 мм (0,15 дюйма), а затем вернулся в исходное положение, в котором подтверждается, что их реакция была в пределах упругих деформаций. Рис 14 (с) показывает, ущерб, записанного после тестирования для группы CI-1. Близкий осмотр эта цифра показывает, что лишь незначительные волос размера трещины были видны на устройстве. Эти трещины закрыты после удара и были видны только на стороне, противоположной воздействия.

CII серии испытаний

Серия испытаний CII был навязать пластичности? = 2 соответствует незначительные повреждения, которые потребуют мелкий ремонт (шлангов и др.. 2000).

Скорость-время "при ударе показана на рис. 15 (а). В этом случае скорость удара была несколько выше заданной скоростью при ударе. Под знаком отрицательные значения, график также показывает, что изменится в направлении массового маятника около 0,017 второго знака. История в середине пролета смещения времени для каждого теста приведены на рис. 15 (б). Этот рисунок показывает небольшой остаточной деформации после удара событие, отметив, что ответ из образцов был немного в пластической области. Рис 15 (с) показывает, ущерб, записанного после тестирования для группы CII-1. Близкий осмотр этого показателя свидетельствует о наличии трещины в точке воздействия, при средней ширине 0,8 мм (1 / 32 дюйма). На этом уровне пластичности, не было ни откола, ни дробления бетона, что свидетельствует о том, что скорость, отобранных для воздействия была в пределах желаемого уровня производительности. Кроме того, на рис. 15 (с) показывает небольшое остаточное смещение, которое вновь четких доказательств, что реакция образцов за пределы упругой области ..

Серия испытаний CIII

Тц серии CIII был навязать пластичности? = 4, что соответствует уровню повреждения, которые потребуют ремонта в структуре, но не коллапс, как ожидается (шлангов и др.. 2000).

Скорость-время "показана на рис. 16 (а). Из рисунка видно, что существует обратная массовой маятника около 0,022 второго знака. В ходе этого испытания серии остаточных перемещений легко воспринимаются и результаты на рис. 16 (б) четко указано, что на этом уровне пластичности, подразделения достигли пика значительно выше, и остаточной деформации, чем в предыдущие две серии испытаний. Рисунок 16 (с) показывает, ущерб, записанного после тестирования на единицу CIII-1, который ясно показывает постоянный деформации образца. Многие из трещин были хорошо видны, наряду с начала скалывания покрытия бетоном. Этот тип повреждений еще раз подтвердил, что реакция образцов и в пластической области.

Серия испытаний МПК

Серия испытаний МПК был создан, чтобы навязывать пластичности? = 6, что соответствует ущерб уровне, который требуют замены структуры, но не коллапс, как ожидается (шлангов и др.. 2000).

Скорость-время "при ударе показана на рис. 17 (а). Видно, что влияние скорости в данном случае был близок к заданной скоростью. На рисунке также видно, что есть уменьшаться в направлении массового маятника около 0,0275 второго знака. Как показано на рис. 17 (б), имеются явные свидетельства того, что реакция образцов далеко за пределами упругой области. Рис 17 (с) показывает, ущерб, записанного после тестирования для группы МПК-1, еще раз показывая явные признаки постоянной деформации. Многие из трещины были видны и масштабы скалывания покрытия бетона значительно больше, чем в предыдущей серии тестов. Эти наблюдения еще раз подтверждают, что реакция испытания установок было хорошо в области пластической и приближается к конечной условиях.

СОПОСТАВЛЕНИЕ MCS МОДЕЛИРОВАНИЕ результатам испытаний

На рис. 18 (а), скорости цели, отобранных для тестирования и показано в Таблице 4 было сравнение скорости, достигнутые в ходе физических экспериментов. Эта цифра показывает, что существует хорошая корреляция между выбранной скорости и скорости получается из результатов испытаний. Это означает, что шар маятника сталь расположенных на или рядом с нужной высоте.

На рис. 18 (б), (с) и (г), пик динамических прогибов, остаточные смещения, а также продолжительность нагрузки, которые были получены экспериментальные результаты сравниваются с результатами моделирования MCS. Важно подчеркнуть, что в эти цифры, результаты MCS моделирования были получены с использованием точной скорости цели и проведении моделирования MCS в обратном порядке. Цифры 18 (б), (с) и (г) также показывают, что большинство результатов экспериментов подпадают под 95% доверительный интервал. Обращает на себя внимание хорошая корреляция между наблюдаемыми и расчетными остаточных смещений, что явно указывает, что процедура моделирования является достаточным для прогнозирования скорости удара необходимо ввести желаемый уровень ущерба.

ВЫВОДЫ

В этом исследовании, моделирование MCS была проведена в связи с детерминированной DBD метод для изучения неопределенности в оценке скорости удара стального шарика необходимо ввести желаемый уровень повреждения или перемещения пластичности. Результаты тестирования с точки зрения воздействия скоростей смещения пика, остаточные смещения и нагрузки продолжительность ясно показывают, что аналитические моделирования точно предсказал отказов в пределах 95% доверительный интервал. Этот уровень доверия предполагает действия аналитических методов в оценке потенциала изгиба ударопрочность членов RC. Кроме того, результаты показывают, что ущерб, наблюдаемой в ходе испытания физических хорошо коррелировали с ожидаемым уровнем повреждений. Предполагается, что средства оценки, изложенные в документе, могут также применяются при оценке остаточного потенциала поврежденных членов и последующего распада структуры после воздействия события.

Авторы

Поддержка в этой работе оказали Департамент гражданской и экологической инженерии и Национальный аналитический центр Crash из Университета Джорджа Вашингтона, Вашингтон, округ Колумбия. Авторы выражают благодарность вспомогательного персонала на объектах FOIL-ФДА маятник, Тернер Фэрбенкс в городе Маклин, В. А., для проведения этих испытаний.

Ссылки

Али, М., 2002, "Защитные Проектирование зданий бетона под Blast Идет загрузка", Труды 7-й Международной конференции по структур ударных и ударно-SUSI VII, WIT Пресс, Уэссекс технологический институт, Великобритании, с. 23-33.

Американская ассоциация государства дорожного хозяйства и транспорта должностных лиц (AASHTO), 2007, "Загрузка и сопротивления фактор Дизайн-LRFD мост проектной документации", четвертое издание, AASHTO, Вашингтон, округ Колумбия, 1526 с.

Анг, А. СС. И Тан, WH, 1990, Вероятность Концепции в области планирования инженерии и дизайна-Volume II: Решения, риска и надежности, John Wiley

Биггс, JM, 1964, "Введение в структурную динамику, McGraw-Hill, Нью-Йорк, 340 с.

КСР-FIP90, 1993, "Comit Евро-International дю Bton КСР-МФП Типового кодекса," Редвуд Книги, Томас Телфорд, Trowbridge, Уилтшир, Великобритания.

Elishakoff, IE, 2003, "Заметки о философии методом Монте-Карло," Международная прикладной механики, V. 39, № 7, с. 619-627.

Эль-Тавила, S., 2004, "Транспортное средство Столкновение с моста Пирс", FDOT контракта BC-355-6 Заключительный отчет Мичиганского университета, Ann Arbor, MI, 92 с.

Эль-Тавила, S.; Северино, E.; и Фонсека, П., 2005, "Транспортное средство Столкновение с моста Пирс" Журнал мостов, ASCE, V. 10, № 3, с. 345-353.

Гордон, P.; Ричардсон, HW, и Дэвис, B., 1998 ", связанных с транспортом последствий от землетрясений Нортридж" Журнал Транспорт и статистики, т. 1, № 2, с. 21-36.

Хайт, MC; Desroches, R.; и Леон, РТ, 2008, "натурные испытания моста Тумбы Сталь" Журнал мостов, ASCE, т. 13, № 5, с. 483-491.

Шланг, YD; Силва, PF, и Seible, F., 2000, "Оценка эффективности бетона мост компонентов и систем в соответствии имитации сейсмических нагрузок", EERI Землетрясение Spectra, V. 16, № 2, с. 413-442.

Ито, Ю.; Лю, C. и Кусама Р., 2008, "Моделирование и моделирование столкновения грузовик с бетонных заграждений," Журнал транспортной инженерии, ASCE, В. 133, № 8, с. 462 -468.

Krawinkler, H., 1995, "Новые тенденции в сейсмических Методология проектирования," Труды 10-й Европейской конференции по сейсмостойкого строительства, Роттердам, т. 2, с. 821-830.

Longinow, A.; Краутхаммер, T.; и Мохаммади, J., 1987, "Исследование потребностей противостоять терактов динамики конструкций", Труды структур Конгресс-ASCE, Орландо, Флорида, 17-20 августа, стр. . 712-720.

LS-DYNA, 2001, руководство, ключевых пользователей версии 960, В. 1 и 2, Ливермор технологии программного обеспечения Ко, Livermore, CA.

Лу, Б. и Силва, PF, 2006, "Оценка коэффициент эквивалентного вязкого трения для RC членов по сейсмическим и Blast Нагрузки", Elsevier Международный научный журнал "Механика исследований связи, В. 33, № 6, с. 787-795.

Малвар, J., и Росс CA, 1998, "Обзор скорости деформации эффекты для бетона при растяжении," ACI журнал Материалы, В. 95, № 6., Ноябрь-декабрь, с. 735-739.

NAVAFAC (ТМ5-1300), 1990, "Структуры противостоять воздействию случайных взрывов", TM 5-1300/NAVAFAC P-397/AFR 88-22, Объединенный департаментов армии, флота и ВВС, 1836 с.

Пристли, MJN; Seible, F.; и Кальви, М., 1996, сейсмическая Дизайн и модернизацию мостов, John Wiley

Шибата, А., Sozen, М., 1976, "Запасной-Структура метода сейсмической Дизайн в R / C," Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 102, ST1, с. 1-8.

Силва, П. Ф., Лу. B., 2007, "Совершенствование Blast Создание сопротивления RC Плиты с Инновационные композитных материалов," Международный журнал композиты Часть B: инженерия, V. 38, № 5, с. 523-534.

Sunder С.С., 2003, "Прошлое, настоящее и будущее: слушания Подкомитета по исследованиям Комитета по науке Палаты представителей США, Национальный опасности землетрясений Программа по сокращению (NEHRP) и Национальный институт стандартов и технологии США (NIST) ( http:// <a target="_blank" href="http://www.nist.gov/testimony/2003/ssnehrp.htm" rel="nofollow"> www.nist.gov/testimony/2003/ssnehrp. HTM </ A>).

Входящие в состав МСА F. Педро Сильва является адъюнкт-профессором в Университете Джорджа Вашингтона, Вашингтон, округ Колумбия. Он является членом комитетов МСА 341, сейсмостойкость железобетонных мостов и 440, армированных волокнами полимерных усиление. Его исследовательские интересы включают на основе оценки выполнения процедур по разработке и модернизации структур, а также использование волоконно-армированные полимеры для структурного восстановления структур.

Уолтер D. Месия является Инженер с Athavale, Lystad

Dhafer Marzougui является профессором исследований при Университете Джорджа Вашингтона. Его исследовательские интересы включают моделирование конечных элементов и моделирования для обеспечения безопасности транспортировки и ударопрочность приложений.

Входящие в состав МСА Самех С. Badie является адъюнкт-профессором в Университете Джорджа Вашингтона. Он является членом комитета ACI 444, экспериментальный анализ для железобетонных конструкций и совместной ACI-ASCE Комитет 343, железобетонный мост дизайн. Его исследовательские интересы включают проектирование и анализ предварительно напряженных железобетонных конструкций.