Поддержка Расчетно-Железобетонная плита с низким уровнем пластичности стали
Результаты исследования о влиянии относительного урегулирования поддержки непрерывного один конец железобетонных плит построен стальной сетки низкой пластичности в настоящем документе. Экспериментальная программа была осуществлена, в котором два полноценных непрерывного плиты подвергались введенных относительной урегулирования поддержки, а затем загружены на провал. Поведение было тщательно контролироваться по всему диапазону нагрузки. Фотограмметрии методы были использованы для измерения перемещений, это была дополнена за счет использования преобразователей перемещения и тензодатчиков в ключевых местах. Было отмечено, что, несмотря на введенные урегулирования, испытания плит удалось превзойти их предельными нагрузками дизайна. Провал в каждой плиты был хрупким из-за разрушения прочной стали на участках, прилегающих к центральной стойке. Теоретическая модель была разработана, и результаты этого сравниваются с экспериментальными данными.
Ключевые слова: низкой пластичности стали сетка, железобетонные, относительная урегулирования поддержки.
ВВЕДЕНИЕ
Поведение железобетонных плит армированных с низким уровнем пластичности арматурной стали был признан исследователями как области во всем мире concern.1-3 Тем не менее, использование хрупких холодной работал сварные ткани (как правило, называют сетки) с минимальным напряжение на пике нагрузки, ЕС, между 1,5 и 3,0% по-прежнему разрешается в подвесных плит перекрытия многих национальных стандартов. Пластичности арматурной стали, как правило, указанных в этих стандартов, требуя минимального собственных значений также называется упрочнением отношение). Для низкой пластичности сталей (класс A), 2 ^ Еврокод SUP 4 ^ ^ определяет = 1,05 (1,03 в AS3600-20015). Это можно сравнить со спецификациями для normalductility сталей (класс B), к которому обе Еврокод 2 ^ SUP 4 ^ и AS3600-20015 указать более высокие значения этих параметров: ^ / е ^ к югу у ^) ^ к югу = 1,08.
ACI 318-086 не предусматривает минимальный предел по обе Во всех этих стандартов, нижних и верхних значений, как правило, уделяется е ^ к югу T ^ и ^ и ^ к югу. Например, F ^ ^ т к югу, необходимый для удовлетворения нижней характерной величиной 500 МПа (72,5 KSI) и / ^ и ^ к югу, необходимый для удовлетворения верхней характерной величиной 750 МПа (108,75 КСИ) с низким уровнем пластичности стали, в Австралия (в соответствии с соответствующими стандарта AS / NZS 4671-20017) ..
В прошлом, дизайнеры обычно указано стальной сеткой, а не отдельных арматуры в плитах приостановлено в связи с расширенной скорость строительства. Принимая во внимание озабоченности, высказанные исследователей, однако, некоторые дизайнеры в настоящее время отказываются использовать сеткой в подвесных плит, хотя он все еще воспринимается как подходящий для плит-onground. Особую озабоченность в том, что степень перераспределения момента, подразумеваемый в упрощенные методы широко используются в дизайне приостановлено плит, не могут быть достигнуты из-за ограниченного вращательных пластичности в слабо армированных плит, ожидаемых отказов при изгибе в том, что стали нарушения до конкретных начинает давить. Другая проблема заключается в том, что относительная урегулирования поддержка может осуществляться неожиданно, и хотя это может быть сделано в плит с пластичной стали, он не может быть терпимо в плит с стальной сеткой.
В экспериментальной программы, представленные в настоящем документе, плиты были разработаны в соответствии с действующим австралийской практике без рассмотрения вопрос о возможном относительной пунктов поддержки. Плит, находящихся под их собственным весом, были впервые подвергнуты указано относительно урегулирования поддержки, а затем загружены на провал. Ключевые показатели эффективности, такие как нагрузка-смещение кривых, отклонения профиля и трещины моделей, и к моменту Сравнения были также внесены в теоретическую модель, которая была построена, чтобы предсказать поведение плит.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследователи выразили озабоченность по поводу надежности бетонных плит усиленный с сеткой низкой пластичности, особенно в отношении их эффективности при воздействии на непредвиденные относительной пунктов поддержки. Эта проблема была исследована путем испытаний, проведенных на два полноценных непрерывного один конец железобетонных плит, обеспечивая столь необходимые экспериментальные данные для сравнения с теоретическими моделями. Эти данные были использованы для оценки адекватности теоретической модели, построенной для прогнозирования поведения плит.
Справочная информация и предыдущая ИССЛЕДОВАНИЯ
Необходимость адекватной пластичности в железобетонных изгиб члена хорошо документированы и Beeby8 CEB.9 Требуется обеспечить надежность и обеспечить надлежащее предупреждение о неминуемой неудачи дается. Кроме того, он может помочь структуры противостоять введенных деформаций, вызванных относительной пунктов поддержки и усадки и температурные воздействия, и это особенно важно, если они не были должным образом рассмотрены в дизайне.
Железобетонные стандарты дизайна не только как правило, требуют удовлетворительной пластичности материала, но и эффективно устанавливать ограничения на количество напряженности стали (как минимум и максимум) и дать рекомендации для правильного детализации арматуры. Для изгиба в сечении, пластичность тесно связана со значением параметра нейтральной оси к югу ^ и ^. Этот параметр эффективно места максимальный лимит на количество прочной стали. Если к югу ^ и ^ меньше или равна 0,4 (то есть, нейтральной оси находится на уровне равной 0.4d, где А является эффективная глубина), пластичность кривизны на участке, как правило, считается адекватным, с большой пластической деформации стали, возникшего до конкретных давит на Предполагается, штамм 0,003. Как уже говорилось Гилберт и Sakka1 и Gravina, 3 по низким пластичности стали, существует опасность того, что добавил стали могло разрушения до конкретных начинает давить. Минимальная сумма прочной стали необходимы конкретные стандарты, конечно, очень важно в данном случае.
Это достигается AS3600-20015, требуя, чтобы момент мощность составит 20% больше, чем крекинга момент. В случае стальной сетки низкой пластичности, однако это требование не обязательно обеспечить, чтобы конкретные будет давить до стали разрывы ..
Ряд исследований, в том числе путем Eligehausen и Fabritus, 2 Gravina, 3 Гилберт, 10-Смит и Гилберт, 11 и Патрик, 12 были проведены критически проанализировать адекватность низкой пластичности стальной сеткой. В Австралии, это привело к ограничениям помещения в AS3600-20015 на использование сетки низкой пластичности в качестве основного продольного армирования в приостановила железобетонных плит пола. Основным ограничением является то, что дизайнер не имеет права распространять моментов. Кроме того, особые соображения должны быть сделаны при относительной поддержки поселений, как известно, проблемы. Существует также штраф в размере 20%, которые должны быть применены к расчетной прочности на изгиб в соответствии армированные или сбалансированные разделы, то есть, фактор силы сокращения 0,64 вместо обычных 0,8 сечений при изгибе. Несмотря на эти ограничения, некоторые researchers1, 11 по-прежнему обеспокоен использованием сетки низкой пластичности в подвешенных плит. В Гилберта и Сакка, 1 дело сделал, что, хотя 20% наказание, пересмотренный Австралийский стандарт AS3600-20015 "может решить проблемы, связанные с потерей силы, это мало что дает для решения проблем, связанных с надежностью и неспособность структуры для поглощения энергии. ".
Гилберт и Sakka1 особенно обеспокоены урегулирования непредвиденных поддержки и вращения. Их испытания, однако, не исследовано влияние относительного пунктов поддержки, и это, как правило касается испытаний, проведенных до настоящего времени. Существует один тест Eligehausen и Fabritus2 на два пролета плиты, с пролетами 4,1 м (13,5 м) в длину каждое, что включает в себя небольшое количество поддержку урегулирования внешних опор (5 мм [0,20 дюйма]). В данном конкретном плиты, они обнаружили, что адекватного перераспределения момента была доступна, чтобы момент емкостью по сравнению с централизованной поддержки и в пролетах не достигнута. Полное перераспределение момента было сказано, были сделаны из двух частей: перераспределение связано с более выраженным крекинга на поддержку среднего по сравнению с пролетами и перераспределение связано с пластиковой удлинение арматурной стали. При максимальной нагрузке, основная часть перераспределения Было признано, что из-за "более отчетливыми крекинга за поддержку при достижении предела текучести". Необходимость дальнейших испытаний было признано в работе ..
Экспериментальная программа
Как отмечалось ранее, оба теста плиты были два пролета один конец плит разработана в соответствии с обычной практикой в Австралии, без рассмотрения вопрос о возможном относительной пунктов поддержки. Подробная информация о конструкции приведены в Siddique.13
Проектирование и строительство испытания плит
Дизайн нагрузки и нагрузки комбинаций задаются следующим образом: мертвый груз G = собственный вес плюс 1 кПа (0,145 фунтов на квадратный дюйм); временная нагрузка Q = 3 кПа (0,435 фунтов на квадратный дюйм), а также сочетания нагрузок = 1.2G 1.5Q.
Свойства материала, из бетона и стали и крышка, использованного в конструкции являются: характеристика прочности бетона е '^ к югу с = 32 МПа (4,64 КСИ); сталь выход F ^ югу у = 500 МПа (72,5 KSI) ( Класс L сетки), а также четкое покрытия с = 25 мм (0,984 дюйма).
Размеры и детали укрепление предоставляется в тестовом плит приведены на рис. 1 и 2 и в таблице 1. Плиты шириной 600 мм (23,62 дюйма) был выбран для размещения плиты в рамках конце реакции. Конец поддерживает были контактный состава для испытания плит. На промежуточной поддержки, была достигнута специальная договоренность навязать поддержку урегулирования. Два гидравлических домкратов, были использованы для повышения или понижения поддержки определенную сумму, а также датчиков на каждый разъем записал опорных реакций, как показано на рис. 3.
Свойства материала из тестов
Фактических механических свойств бетона определяется путем испытания стандартных цилиндров 150 мм (6 дюймов) диаметром 300 мм (12 дюймов) высотой в 28 дней. Эти свойства приведены в таблице 2. В обоих плиты, бетонные характеристика прочности практически идентичен, которые заложены в проект. Три различных типа сетки были использованы в первых испытаний, назначенных RL918, RL818 и RL718, тогда как только RL818 и RL718 были использованы в второй тест. Краткая информация о геометрических и физических свойств различных видов сетки приведены в таблицах 3 и 4. Производитель условии, что эти значения для партии, используемые в экспериментальной работе. Следует отметить, что текучести стали значительно больше, чем номинальная стоимость 500 МПа (72,5 КСИ) предполагается в дизайне. Кроме того, значения , RL918 и RL818 также удовлетворить Еврокод 2 ^ ^ SUP 4 требований.).
Измерительные приборы
На рисунке 4 представлена принципиальная схема показывает большинство приборов, используемых в экспериментальной работе: линейная переменным преобразователей (LVDTs), тензодатчики, датчиков и фотограмметрии целей. Тензодатчиков 2 мм (0,079 дюйма) расчетная длина были использованы в таких ключевых областях для измерения напряжения в отдельных продольных балок. Подробная информация об этих местах, и показания тензометрических приведены в Siddique.13
Фотограмметрии системы, в режиме офф-лайн, состоящий из одной камеры высокого разрешения, и компьютер, был использован в обоих тестах. Специальные цели были склеены из трех строк на одной стороне плиты тест перед началом каждого теста. На каждом этапе предопределенных нагрузки, серия цифровых фотографий, было принято и используется в качестве данных в программу электронных таблиц, чтобы определить местоположение цели относительно своего первоначального положения. Точность считается 1:120,000 объекта размером, например, 0,067 мм (0,0026 дюйма) на 8 м (26,25 м) объекта. Результаты фотограмметрии обследования были использованы для создания отклоняются форме пучка на отдельных этапах нагрузки.
Порядок проведения испытаний
Испытания плит были отлиты на месте и испытываются после 28 дней. Последовательность загрузки применяется: 1) собственный вес, 2) промежуточного перемещения поддержки (вверх или вниз) на указанную сумму, и 3) постепенное увеличение симметричной четыре-точечную нагрузку в каждой службы, что составляет далее применяться тяжести нагрузки, с измерениями , принятых на стандартных значениях нагрузки.
В настоящее время только собственный вес, фотосъемка была проведена для установки ссылки на данное испытание плит. Zero чтения были также приняты для тензодатчики, LVDTs и датчиков. После введения поддержки поселений, дальнейшие нагрузки тяжести были применены через бетонные блоки на четырех равноотстоящих точек на пролет. Чтения из обычных инструментов (тензодатчики, LVDTs и нагрузки клетки) были записаны на каждой предопределенные значения нагрузки, в то время как цифровые (фотограмметрические) чтениях были приняты на выбранных значений нагрузки только.
Первое испытание плиты был поднят на промежуточной опоре на 17 мм (0,67 дюйма), в то время как второй был снижен на этой же суммы для изучения момент перераспределения от поддержки региона охватывает в первом случае, и наоборот во втором . Причина для выбора 17 мм (0,67 дюйма) относительно урегулирования поддержка предоставляется следующим образом. Один конец непрерывного плиты были разработаны как поддерживается на 8,4 м (27,56 м) длина балки и относительной поддержку урегулирования был взят пучка службы разделить на 500. Это была довольно произвольный выбор, и планируется, что диапазон значений будут изучены раз надежной теоретической модели были разработаны.
После поддержку урегулирования был применен, бетонных блоков, каждый весом и помечены, были помещены в четыре равноотстоящих точках на каждой службы (с идентичным договоренности в каждой службы), пока не произошел сбой. Подробная информация о пакете веса и положения блоков на каждом этапе загрузки приведены в Siddique.13 нагрузки контролируемой тестирования было выбрано потому что оно дает более реалистичную оценку поведения при перегрузке как было упомянуто Warner.14
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Плит были смоделированы с использованием нелинейной конечно-элементной модели построены в коммерческих конечных элементов пакета. Симметрия используются так, что два пролета непрерывного плиты могут быть смоделированы как подпер кантилевера. Подпер кантилевера 4,9 м (16,07 м) в длину в тест 1 и 3,9 м (12,8 м) длиной в 2 испытаний, считая нуля вращения на окраине центральной балки.
Всей длине подпер кантилевера делится на жесткой связи с нелинейным вращательным пружины между ними. Они соответствуют элементы типа BEAM3 COMBIN39 и в конечном пакет элемента. BEAM3 элемент одноосного элемента на растяжение, сжатие, изгиб и возможностей. Предоставляя эти элементы очень больших значениях сечения и константы материала, они фактически были сделаны жесткими. Нелинейных элементов COMBIN39 были использованы для представления момент вращения поведение по длине каждого из жестких звеньев (L1, L2 и т.д.), как показано на рис. 5. Эти нелинейные элементы весной, которые определяются две узловые точки и обобщенных полилинейных кривой момента вращения. Для источников определены в конечно-элементной модели построены здесь, два определяющих узлов каждую весну сделаны совпадают и, следовательно, каждую весну, имеет нулевую длину. Краткое жесткие ссылки были использованы в кризисных регионах, то есть такие, в которых есть некоторая надежда, что выход момент будет достигнуто.
Более них были использованы в других местах. В общей сложности, четыре различных длин ссылки были использованы: 10, 50, 100 и 200 мм (0,39, 1,97, 3,94 и 7,87 дюйма). Момент-против-вращения поведение просто получить факторинг кривизны с того момента,-против-кривизны схема железобетонных раздел по ссылке длины. Момент-против-кривизны диаграммы были определены на основе фактических свойств материала, то есть те, определяется заводом-изготовителем для арматурной стали и из испытаний на сжатие для конкретного ..
Из-за сложного характера плиты в изгибе поведение в критических регионах, конечно-элементной модели не ожидается изобразить очень локализовано поведение с высокой степенью точности. Gravina3 заявил, что эффект растрескивания, напряженность жесткости и ценных бумаг, скольжения отношения имеют существенное влияние на эту локализованных поведения, эти эффекты явно не моделируется в настоящем документе. Несмотря на это, ожидается, что глобальное поведение будет представлена достаточно точно. Это включает в себя прогнозирование поведения нагрузки versusdeflection и степень растрескивания на различных этапах загрузки.
Сравнение экспериментальных и теоретических результатов
Общее поведение теста Слэб 1
Первое испытание плиты впервые был поднят на 17 мм (0,67 дюйма) на промежуточной опоре. Нагрузка необходима, чтобы заставить эту сумму населенного пункта был зарегистрирован в качестве 2,09 кН (0,47 кип). Это выше нагрузка вызвала момент kN.m -5,23 (-3,86 kip.ft) по сравнению с промежуточной поддержки в дополнение к собственной массы момент kN.m -6,91 (-5,10 kip.ft). Потому что это полный момент превысил крекинга момент плиты разделе, трещины на вершине в промежуточной области поддержки.
На ранних стадиях загрузки, произошло перераспределение момента от поддержки региона охватывают районах в связи с выраженной трещин в поддержку региона. При дальнейшей загрузке, более трещины образовались в пролеты, что привело к регрессу в сторону перераспределения момента.
M * расчетный момент на внутреннем разделе поддержку 14,8 kN.m (10,92 kip.ft). Тем не менее, значительно выше, момент 29,2 kN.m (21,54 kip.ft) был записан в ходе испытания до отказа. Это может быть главным образом объясняется высокой фактической прочности стали по отношению к номинальной стоимости текучести, используемые в конструкции, а также фактор силы сокращение на 0,8, необходимых для прогиба в дизайне. Теоретические расчеты с учетом фактической прочности бетона и характерные предела прочности стали (646 МПа [93,67 KSI] для RL918 сетки) предсказать, максимальная мощность 25,3 разделе kN.m (18,66 kip.ft). Расхождение между этим значением и значением 29,2 kN.m (21,54 kip.ft), достигнутым в тест свидетельством того, что стали на данном разделе может быть сильнее, чем характерные значения, указанного заводом-изготовителем.
Провал был резок, с треском верхней подкрепление в лице промежуточной опоры. Существовал никаких признаков конкретных дробления в зоне сжатия.
Общее поведение теста Слэб 2
Второе испытание плиты разработала трещины на промежуточных поддержки за счет собственной массы момента достижения крекинга момент плиты разделе. В ходе испытания, плита была снижена на сумму от 17 мм (0,67 дюйма) на промежуточной опоре. Вниз реакции поддержку 3,65 кН (0,82 кип) был записан на промежуточной опоре. Эта поддержка урегулирования привели к закрытию начальных трещин, описанной ранее, что привело в результате введения собственной массы.
Применение на равном расстоянии четыре точки нагрузки на каждого пролета первоначально вызвало растрескивание в пролетах. В связи с этим растрескивание, значительное перераспределение момент наступил в середине пролета от регионов на промежуточной опоре. После службы нагрузки (что соответствует 7,5 кН [1,69 KIPS] приложенной нагрузки), также появились трещины на центральном поддержки.
Плита сопротивление момент 15,7 kN.m (11,58 kip.ft) перед неудачей, по сравнению с дизайном момент kN.m 8,4 (6,20 kip.ft). Снова, тем выше фактическая численность стали, предел прочности при растяжении 651 МПа (94,4 KSI) по сравнению с значением дизайн выход 500 МПа (72,5 КСИ), была главной причиной того, что плиты удалось достичь этой высокой момент стоимости. Раздел момент потенциала на поддержку, оказалось 15,2 kN.m (11,21 kip.ft), принимая во внимание характерные предела прочности стали 651 МПа (95,5 KSI), менее 5% от разницы, что записано. Отказов наблюдается в этом тесте плите был очень похож на первый тест плиты. Произошел сбой в лицо промежуточной опоры, с внезапного разрыва верхней арматуры. Также было никаких признаков конкретных дробления в любом месте панели.
Отклонение профиля
Отклонения профиля испытаний плит 1 на отдельных этапах нагрузки, на основе фотосъемка, показаны на рис. 6. Аналогичный набор профилей была записана в второй test.13 прогибы показаны на рис. 6 измеряются по отношению к перемещенным позиции после урегулирования приговор был вынесен. Испытания плит смогли отвлечь значительно на середине пролета до отказа. Службы до соотношения отклонения были 770 и 952 на работоспособность нагрузки, 267 и 240 на конечной нагрузки дизайн, и 98 и 97 на нагрузки зарегистрировано незадолго до краха (предпоследний нагрузки) для испытаний и испытаний 1 2, соответственно.
Момент перераспределения для обоих тестов
По измеренным реакции опоры на промежуточной опоре и известные величины и положения полезные нагрузки, можно было вычислить момент, перед лицом централизованной поддержки, возникающие в процессе эксперимента на различных этапах загрузки. Использование зарегистрированная величина реакции центральной поддержки экспериментальных реакций поддержки конце были определены в предположении симметрии. Учитывая, что подобные отклонения значений для пролетов были получены в области фотограмметрии обследования, предположение о симметрии было разумным. Момент перераспределения была рассчитана с использованием следующих отношений предлагается первоначально КСР Целевая 2,29
, где
Упругих Мелас момент была рассчитана с использованием теории упругости и включает в себя момент по промежуточным поддержки за счет поддержки поселений. Значения Следует отметить, что в 1 испытаний нагрузки случае ближе к работоспособности нагрузке 9,3 кН (2,1 KIPS) является C *, и ближе к предельной нагрузки дизайн 19,6 кН (4,4 KIPS) является J *. В Test 2, E * Дело это один ближе к работоспособности нагрузке 7,5 кН (1,7 KIPS) и J * Дело это один ближе к предельной нагрузки дизайн 14,8 кН (3,3 KIPS). Изменение момента
Момент перераспределение происходило в ходе всех испытаний в связи с изменением относительной жесткости вызвано постепенно превращается трещины моделей. Во втором опыте, момент перераспределения всегда происходили из пролетов к промежуточной поддержке в связи с обширным растрескивания пролетов. Как видно из таблицы 6, однако, после конечной * расчетным нагрузкам J была достигнута, растрескивание промежуточной области поддержки позволяет уменьшить степень момент перераспределения в сторону поддержки региона. Например, степень перераспределения, оказалось 45% в период работоспособности и предельными нагрузками, но она упала на 3% и 23% от предельной нагрузки дизайн O *, и с O * в предпоследнем нагрузки, соответственно. Это также были затронуты дальнейшее снижение жесткости из-за податливость верхней арматуры возле центрального поддержку в конце испытания.
Нагрузки отклонения кривых для обоих тестов (экспериментальная и теоретическая)
Отношение между общим нагрузку на службы и среднего отклонения измеряется в указанном месте в обоих пролетов показано на рис. 7 и 8 для испытаний Плиты 1 и 2, соответственно. Теоретического значения также приведены. Положение максимума отклонения разнообразные слегка увеличить нагрузки. Отклонение значения, представленные здесь, однако, всегда измеряется в то же установленное место для каждого теста, то есть, на 2,2 и 1,75 м (7,22 и 5,74 м) с разрывными заканчивается испытаний Плиты 1 и 2, соответственно. Отклонение дается по отношению к положению пластинки после того, как были перемещены в промежуточном урегулировании поддержки. Таким образом, он исключает отклонения из-за selfweight. Кроме того, это краткосрочные отклонения только с небольшим вкладом от ползучести и усадки. Общая нагрузка на пролет представляет собой суммирование четыре точки нагрузки на один пролет.
Несущая конструкция и эксплуатационные нагрузки (с selfweight вычитается поэтому они сопоставимы с результатами экспериментов, которые были построены), представлены в обоих прогиба от нагрузки участков. В обоих случаях предельной нагрузки дизайн значительно меньше максимальной нагрузки достигнуто в ходе испытания. Причины этого очевидны, namley, высокий коэффициент фактического стали предел прочности при растяжении к номинальной стали текучести значение используется для определения момента потенциала в области разработки и фактор силы сокращение на 0,8 использоваться в дизайне.
Значительные отклонения наблюдалась в обоих испытаний прежде, чем произошел сбой. Однако, как видно на рис. 7 и 8, нагрузка-смещение кривых не достигли плато вблизи максимума нагрузки, что свидетельствует о пластиковых механизм распада еще не сформирован.
В Test 1, максимальной нагрузке и возможности отклонения предсказывали теоретические модели 31,5 кН (7,08 кип) и 41,9 мм (1,65 дюйма). Высокую нагрузку неудачи и отклонения наблюдались в экспериментальной работы; предпоследнем нагрузки и прогиба в протоколе испытания были 32,3 кН (7,26 кип) и 51,3 мм (2,02 дюйма), соответственно. Одна из причин более сильной нагрузке было достигнуто в том, что теоретические конечной момент потенциал 25,3 kN.m (18,66 kip.ft) был превышен в тесте, как описано выше в разделе, посвященном общим поведением первый тест плиты. В Test 2, максимальной нагрузке и возможности отклонения предсказывали модели 27,9 кН (6,27 кип) и 41,8 мм (1,65 дюйма). Это хорошо соответствует предпоследней нагрузки и прогиба в протоколе испытания в 28 кН (6,29 кип) и 41,1 мм (1,62 дюйма), соответственно.
Crack моделей (экспериментальная и теоретическая)
Трещины моделей на различных этапах нагрузки испытаний 1 приведены на рис. 9. Благодаря поддержке решение, навязанное, два трещин до 0,1 мм (0,004 дюйма) ширина появился на верхней поверхности плиты в промежуточной области поддержки. Эти трещины расширены в ходе испытаний плиты. Тот факт, что испытания плиты позже произошло на одном из этих разделов трещины.
Crack моделей на различных этапах нагрузки испытаний 2 приведены аналогичным образом в Siddique's13 диссертации. Трещины, 0,2 мм (0,008 дюйма) в ширину, появился на верхней поверхности промежуточной опоры из-за собственный вес только. Эта трещина закрыта в начале тестирования в связи с введением поддержки поселений в направлении вниз. Рядом с разрушающая нагрузка, и охватывает развитых хорошо распределенных трещины и щели в промежуточной опоры значительно расширился. Произошел сбой в лицо промежуточной опоры на трещину, которая первоначально появилась после применения предельной нагрузки конструкции.
Треснувший регионов предсказывает модель на ключевых этапах испытаний были сопоставлены с экспериментально трещины моделей и отличные качественные соглашение было достигнуто.
ОБСУЖДЕНИЕ
Всеобъемлющее результаты были приведены полный спектр поведение двух непрерывных плит односторонней усилены с низким уровнем пластичности стальной сеткой, которые были подвергнуты первоначально вызванный относительной поддержки поселений (RSS). Основные результаты были сопоставлены с предсказаниями конечными элементных моделей плит.
Общее поведение испытания плит был, как ожидалось. В первом тесте, предполагается, что восходящий смещение центральной поддержки приведет к сокращению плиты способность распространять моментов. Плита как ожидается, достигнет выход момент на центральном поддержки на ранней стадии загрузки, чем для плиты, не RSS, а также на провал вскоре в хрупких образом из-за поломки низкой пластичности стальной сеткой по этому адресу. Это было, по сути, типа аварии наблюдается. По причинам, изложенным ранее, однако, нагрузки, при котором это произошло значительно выше, чем предельная нагрузка государственной дизайн предела.
Во втором опыте, централизованная поддержка была снижена на 17 мм (0,67 дюйма). Это привело к образованию трещин в пролетах и перераспределения моментов из этих регионов в центральный район поддержки как увеличение нагрузки был применен. Крекинг и в конечном итоге приносит в центральной области поддержки привело к значительному сокращению в этом направлении. Сбой произошел в аналогичным образом и в таком же месте, как и в первые испытания и, в очередной раз, разрушающая нагрузка значительно выше, чем предельная нагрузка государственной дизайн предела.
Интересно отметить, что в этих тестах, так как предел прочности стали силы были настолько велики (ведущий, конечно, соответствующие силы сжатия в критической секции при изгибе), вполне возможно, что конкретные будет давить до стали нарушения . Сбоев, однако, на самом деле, что стали разрушения, а не конкретные дробления, предполагая, что локализации деформации в критических точках трещины могли бы иметь какое-то влияние. Кроме того, эффект масштаба от величины конечной конкретные деформации сообщили Дебернарди и Taliano15 могло бы привести к более высокой стоимости конечной конкретные деформации при критической секции.
Нагрузка контролируемых тестирования был выбран для этих испытаний, поскольку он должен был дать более реалистичную оценку поведения при перегрузке. Хотя деформаций, происходящих в конечном интервале нагрузки не могут быть получены с помощью этого метода, значительное уступая место до этого в обоих тестах, обеспечивая достаточно данных для сравнения с теоретическими результатами. Экспериментальная оценка отклонения потенциала пучка может быть консервативным в зависимости от значения в предпоследнем нагрузки (имеется в виду здесь нагрузку на стадии незадолго до окончательного прирост применяется, что вызвало падение). На этом уровне нагрузки, пролетное отклонения соотношения 98 и 97 для испытаний Плиты 1 и 2, соответственно, что примерно в 2,5 раза превышать максимально допустимое отклонение в эксплуатации. Это для краткосрочных отклонений, возникающих при равномерно распределенных нагрузок после относительного урегулирования поддержки приговор был вынесен. Не уверен, что этот уровень отклонения было бы достаточно, чтобы обеспечить заблаговременное предупреждение отказов, особенно с учетом хрупкого и катастрофического характера отказов.
Теоретическая модель была построена на модели поведения плит. Данные, полученные в данной программы тестирования показали, что модель может делать разумные прогнозы поведения прогиба от нагрузки. Модели предполагается дать прогноз нижняя граница суммы отклонения, которые могут быть достигнуты в рамках двух тестов, поскольку он не считает выход проникновения в центральную поддержки или последствия ухудшения связей вдоль пучка. Максимальное отклонение в связи с тем не был зарегистрирован в тестах, так что, в какой степени прогнозы дают нижний предел не может быть определена. Даже в предпоследнем нагрузки (максимальное значение нагрузки на которых проводились измерения, принятые в ходе испытаний), однако, измеряется отклонение превышает теоретические один испытаний в 1 и примерно равна теоретической один в тест 2.
Используя теоретические модели, теперь можно рассмотреть самые худшие сценарии развития. Например, ожидается, что еще хуже дело будет результат, если стальной сеткой были использованы свойства, которые ближе к минимальные, указанные для lowductility стали в Австралии и Новой Зеландии арматуры Standard.7
ВЫВОДЫ
Основываясь на результатах и ходе предыдущего обсуждения, можно сделать следующие выводы сделал:
1. Оба испытания плит создан значительный трещин в пролетах и на промежуточной области поддержки до отказа. Трещин в пролетах были широко распространялись, с шагом правило, начиная с половины секции глубиной на всю глубину.
2. Момент перераспределение происходило в ходе всех испытаний в связи с изменением относительной жесткости вызвано постепенно превращается трещины моделей. Под конец оба теста, какой-то момент перераспределения может быть также отнесены к уступая возле центрального региона поддержку. Это было не достаточно, чтобы положительный момент способность быть достигнуто в течение пролетов.
3. Плиты были в состоянии противостоять нагрузкам значительно выше, чем высший предел государственного дизайн нагрузки до отказа. Это связано с использованием фактора силы сокращения в 0,8 дизайна, а также разница между фактической свойства материала и номинального которые использовались в конструкции.
4. В каждом случае, произошел сбой в катастрофическом образом путем разрушения напряженности стали в отрицательную область момент (на лицо промежуточной опоры). Существовал никаких признаков сжимающих конкретные дробления при разрушении либо испытаний.
5. Конечно-элементной модели построены здесь состоит из серии вращательных источников, каждый из которых представляет данный момент-против-вращения поведение малой длины луча. Программа производит нагрузки по сравнению с отклонением-предсказания, которые соответствуют очень хорошо согласуются с экспериментальными результатами. Кроме того, в состоянии успешно предсказать характер постепенного распространения трещин по всей истории загрузки на любой стадии испытаний. Это надежная модель, которая, хотя и очень нелинейная, сходится с готовностью.
6. Свойства материала, из стали с выраженным влиянием на поведение плит, равно как и от величины и направления относительного пунктов поддержки. Параметрический исследования будут проводиться с использованием теоретической моделью для исследования чувствительности в ответ на эти параметры.
Авторы
Авторы хотели бы отметить финансовую поддержку для этих испытаний цемента и бетона ассоциация Австралии и дарение строительных материалов Сморгонь стали и бетона Readymix. Особая благодарность Дж. О'гради из Сморгони стали за предоставление подробной технической информации о стальной сеткой.
Ссылки
1. Гилберт, RI, и Сакка, З. И., "Влияние Укрепление Вид на пластичность взвешенных железобетонных плит," Журнал строительной техники, ASCE, июнь 2007, с. 834-843.
2. Eligehausen Р., Fabritus Е. "Тесты по непрерывной Плиты Усиленный сварной сетки", КСР Бюллетень D'информации № 218, целевая группа 2,2, CEB, Лозанна, Швейцария, 1993, с. 133-148.
3. Gravina, RJ, "Нелинейные перегрузки поведения и пластичность железобетонных членов содержащих 500 МПа Оценка арматуры", кандидатская диссертация, Университет Аделаиды, Южная Австралия, 2002.
4. Европейский комитет по стандартизации, Европейского стандарта EN1992-1-1: 2004 ", Еврокод 2: Проектирование железобетонных конструкций. Общие правила и правила для зданий", ЕКС, Брюссель, Бельгия, 2004.
5. Стандарты Австралии ", железобетонных конструкций", AS3600-2001 (Включает поправки № 1), Сиднее, Австралия, 2001.
6. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-08) и Комментарии" Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2008, 473 с.
7. Стандарты Австралии и Новой Зеландии стандартов ", стали армирующих материалов", AS / NZS 4671:2001, Сидней, Австралия, Австралии / Новой Зеландии Стандартный, 2001.
8. Биби, AW, "Пластичность из железобетона: Почему это нужно и как это осуществить? Инженер, В. 75, № 18, 1997, с. 311-318.
9. КСР, "пластичность железобетонных Доклад структур-Синтез КСР Целевая группа 2,2," Вестник d'информации № 242, 1998.
10. Гилберт, RI, "Влияние 500 МПа стальной арматуры на пластичность железобетонных конструкций-Пересмотр AS3600," документ представлен на 20-м двухгодичной конференции по строительству института Австралии, Перт, Австралия, сентябрь 2001.
11. Смит, ST, и Гилберт, РТ, "Испытания RC Плиты Усиленный 500 МПа Ткань сварные," Бетон в третьем тысячелетии, институт бетона Австралии, июль 2003, с. 561-570.
12. Патрик, М., "безопасная конструкция плит и балок Включение класса Mesh L," Бетон в Австралии, V. 31, № 4, декабрь 2005-февраль 2006, с. 23-27.
13. Siddique, U., "Поддержка Урегулирование Односторонняя Плиты Усиленный класса L Mesh," Магистр инженерных наук Диссертация, Университет Мельбурна, Австралия, июль 2007.
14. Уорнер, РФ, "Перегрузка Поведение железобетонных конструкций: Вопросы проектирования," австралийский журнал зданий и сооружений, т. 5, № 2, 2004, с. 139-143.
15. Дебернарди, П. и Taliano, М., "Об оценке вращения потенциала для железобетонных балок," Структурные ACI Journal, В. 99, № 3, май-июнь 2002, с. 360-368.
Хелен Голдсворти является старший преподаватель кафедры гражданского и экологического инжиниринга в Университете Мельбурна, Мельбурн, Австралия. Она получила MSc из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, Урбана, Иллинойс, в 1982 году, и ученую степень в Университете Мельбурна в 1990 году. Ее исследовательские интересы включают проектирование сейсмостойких зданий и структурных и анализ материала римского конкретные своды.
Усман Сиддики является инженер-строитель в Департаменте планирования и развития инфраструктуры, Северная Территория, Австралия. Он получил степень бакалавра наук в Университете техники и технологии, Лахор, Пакистан, и его степень магистра технических наук в Университете Мельбурна в 2007 году.
Ребекка Гравина является старший преподаватель в Школе гражданских, экологических и химико-технологического факультета университета RMIT, Melbourne. Она защитила кандидатскую диссертацию в университете Аделаиды, Австралия, в 2002 году. Ее исследовательские интересы включают нелинейный анализ железобетонных конструкций и пластичность и связь механики steelreinforced и армированных волокном полимера (FRP) конкретных структурных элементов.