Бар Пулаут тестов и сейсмических исследований малых-Headed Бары в луч-Column шарниры
Экспериментальное исследование было проведено для оценки применимости во главе бары с небольшими головами внешних соединений пучка колонки. В общей сложности 12 вывода испытания первого выполнены, чтобы изучить поведение крепления главе барах подвергаются монотонной и повторяющейся нагрузки, с проверкой таких показателей, как размер головы, форма, и шеф-подключение техники. Обратные циклических испытаний два полноценных внешних соединений пучка колонки впоследствии были проведены для оценки сейсмической деятельности. Результаты испытаний показали, вывода, что все типы руководителей и шеф-подключение методов осуществляется практически в равной степени хорошо, а сейсмические результаты тестирования показали, что совместное использование малых возглавляемых баров показал лучшее сейсмических производительность, чем совместного использования крючковатым баров с точки зрения размера ущерба, совместное поведение, способность боковой дрейф, и диссипации энергии. В частности, совместно с возглавлял баров в целом удовлетворены ACI 374 критериям приемлемости. Эти экспериментальные результаты показывают, что малые возглавляемых баров хорошо работали на развитие длина меньше, чем необходимые для крючковатым бары, и они могут быть эффективно закреплена в суставах внешнего пучка колонна под неупругие деформации откат ..
Ключевые слова: бар; циклического нагружения; заливки длины; сустава; вывода; сейсмики.
(ProQuest: ... обозначает формулу опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
В железобетонных конструкций, использование 90-градусный стандарт крюки общие, когда имеются достаточные глубины вложенности не доступен для развития прямых баров. Развитие длины при растяжении стандартных крючков (л ^ ^ к югу DH) колеблется от только около 30 до 50%, что для прямых штрихов (л ^ г ^ к югу). Изгибы и хвосты крючковатым баров, однако, как правило, создают заторы укрепления, в частности в регионе (например, внешнего совместных пучка колонки или коленного сустава), где все пучком и столбцов основных бары проходят через или прекратить. Это часто мешает скопление бетонных и вибрации внутри шва при литье. В результате, соты (пустот) могут быть произведены, которые находятся за формы лишены.
Проблема перегруженности ухудшается с относительно большое количество совместных обручи и шпал. Требует много времени, изготовление перегруженных усиление может быть предметом серьезной обеспокоенности для сильно армированного членов и суставов. Возможные решения для укрепления заторов проблемы включают в себя использование: 1) во главе деформированных барах, а не подключили баров, 2) стали или высокопроизводительных волокон для уменьшения количества совместных поперечной арматуры и 3) самостоятельно укрепления бетона (который еще не распространены в монолитно-место строительства в США). Упрощенный укрепления подробно могут сэкономить время и затраты на рабочую силу в строительстве. Таким образом, во главе укрепление быстро становится предпочтительным способом крепления и развитие основных арматуры.
Несмотря на широкое использование во главе подкрепления, не было дизайна положения, касающиеся главе баров до 2008 года. Новый дизайн код положения по длине развития и детали для главе баров были добавлены ACI 318-08,1 где развитие длиной в напряжении во главе баров (л ^ ^ к югу DT) определяется как
... (1)
где / ^ у ^ к югу является указанный силы во главе баров в МПа; е '^ ^ к югу с собой заданную прочность бетона в МПа; г ^ к югу Ь это панель, диаметр в мм; югу л ^ ^ ДТ в мм и Для пси единиц, коэффициент 0,19 заменено 0,016. Формула (1) приводит к развитию длиной около 80%, что требуется для баров крючковатым МСА 318-08.1 фактор сокращения (к югу ^ S ^ требуется) / (A ^ S ^ югу поставки) могут быть применимы к уравнению . (1). Хотя было отмечено, что размер головы влияет крепления потенциала ,2-4 уравнения. (1), не зависит от размера головы. Скорее, это косвенно учитываются как одна из минимальных требований в ACI 318-08,1 где приемлемые критерии для материала, геометрических и подкрепляющие свойства (например, размер головы, снимите крышку, а интервал) изложены. В данной работе? Gsmall голову? Ч определяется как руководитель с соотношением (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь) меньше, чем 4, в то время? Glarge голову? Ч имеет отношение, по крайней мере, 4, где ^ ^ к югу пеленг это чистая несущая поверхность головы и к югу ^ Ь является бар ..
Для проектирования во главе баров в пучке колонки суставов, МСА 352R-02, 5 "Рекомендаций по проведению Дизайн Луч-Column соединений в монолитных железобетонных конструкций", могут быть использованы, где развитие длина определяется как
... (2)
... (3)
В уравнении. (3), коэффициент стресса уже включена в счет за чрезмерной силы и упрочнения арматуры (то есть Для пси единиц, коэффициенты 0,18 и 0,15 заменены 0,015 и 0,013, соответственно. Если расстояние между совместных поперечной арматуры меньше или равно 3 ^ ^ db югу уравнение. (2) умножается на 0,8. В МСА 352R-02, 5 Тип 2 совместных определяется как совместное подвергнут умеренной до высокой сейсмической опасности, в то время как тип 1 сустава определяется как совместное подвергаются низкой сейсмической опасности. Развитие длины (L ^ югу DT ^) определяется формулой. (2) берется как 75% к югу л ^ ^ DH МСА 352R-02, 5 приносит около 80%, что (л ^ к югу DT ^) определяется формулой. (1), где к югу л ^ ^ DH является развитие длиной в напряжении крючковатым баров. Уравнение (2) была разработана на основе различных тестов, 2,6,7 и ориентирована на особый случай пучка колонки суставов. Чем короче длина развития уравнения. (2) по сравнению с формулой. (1) как представляется, основывается на том, что во главе баров закреплена в диагональных стойка хорошо только joint.8 Кроме того, столбец поперечной арматуры над совместным играет важную роль в деле предотвращения хрупкого конкретные прорыва, как показано на рис.
1 (а) (по сравнению с рис. 1 (б)) ..
Чтобы облегчить стали заторов в рамках совместного при содействии надлежащего подшипника, использование круговой голову (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь) примерно в 4 является распространенным явлением. До экспериментальных research4, 7,8 показал, что этот размер головы уместно обеспечить крепление как в упругой и неупругой деформации диапазонов, а также минимальное отношение (к югу пеленг ^ ^ / ^ к югу Ь) = 4 задается ACI 318-08.1 стандартный размер головы (А ^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь = 4) достаточно просто сохранить на практике. Размер (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь) = 9 первоначально рекомендовала предыдущим 1998 версии ASTM A970, 9, который часто непрактично, по этой причине, в спецификации, которая требует (^ ^ к югу пеленг / ^ к югу Ь) по крайней мере 9 больше не существует в ASTM A970-04.10
В этом исследовании (которое было запланировано, когда нет четких положений, дизайн баров существовали во главе), размер головы был исследован в качестве одного из основных переменных исследований предоставить технические руководящие принципы для использования во главе баров. Оба круглых и квадратных форм головы были рассмотрены с целью рассмотреть, какое влияние на форму головы крепления ответных мер. Наряду с двух предыдущих экспериментальных спутника studies11, 12, где несколько параметров, влияющих на прочность крепления были расследованы, была сделана попытка найти количественное ответ на вопрос, какая комбинация развития длины и размера головы могут быть пригодны для разработки пучка колонки суставов . На основании предыдущих results11, 12 и представить результаты испытаний вывода, набор развития длину и размер головы был выбран для сейсморазведки и оценки пучка колонки совместных блоку во главе с решеткой. Другой блок с такой же конфигурацией, за исключением использования крючковатым баров, была также проведена для сравнения. Это исследование с целью проверить общее применение во главе бары с небольшими головами внешних соединений пучка колонки.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальные исследования была разработана для оценки сейсмической и вывода поведение крепления главе бары с небольшими головами. Небольшой размер применяемой головки (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу б = 2,7) существенно уменьшает усиление заторов и помогает свести к минимуму препятствий колонке бар при установке арматурных каркасов пучка в колонку клетке. Это важный аспект конструктивности. В общей сложности 12 образцов вывода и два полноценных железобетонная балка-колонна совместных сборочных узлов были испытаны обнаружить влияние головы размер, форма, и голова крепления техники на якорной стоянке потенциала и оценки сейсмической выполнения внешних соединений пучка колонку с smallheaded баров.
РЕЗЮМЕ ДО COMPANION ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Choi11 и Чой и др. al.12 провели в общей сложности 80 вывода испытаний для расследования крепления поведение одного или нескольких главе баров встроенных в хорошо только бетон. Квадратная голова, голова толщины (T ^ ^ головой к югу, см. рис. 2) ^ 1, d из подпункта б ^ и однородных по размеру головы (А ^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь). 3 были использованы для всех тестов. Ниже приводится краткая информация о результатах испытаний.
1. Анкоридж преимущества для обеих зацепило, и во главе одного бара варьировались от 112 до 125% от дизайна сильные бар урожайности, при условии, что глубина вложенности ч ^ ^ г к югу только 10D ^ югу Ь (...) и боковую крышку с баром ( с ^ к югу CB [\] к югу, см. рис. 2), по крайней мере 2.8d ^ Ь к югу. Здесь е ^ у ^ к югу, измерения и / '^ с подлодки, измерения ^ являются измеренные свойства материала, из F ^ югу у ^ и /' ^ с ^ к югу, соответственно.
2. По крайней мере, ч ^ ^ г к югу от 13D ^ югу Ь (...) должны быть обеспечены группой из нескольких баров главе развивать 125% от сильных дизайн урожайности, при условии, что с ^ ^ к югу ЦБ, по крайней мере 3.5d ^ к югу Ь и достаточное количество ограничиваясь поперечной арматуры был использован (то есть, стали к конкретным объему
3. Ряд четких бар Расстояние между тестирование (с ^ к югу ы = 3.5d ^ югу Ь к югу 8D ^ Ь, см. рис. 2) не влияет на поведение крепления нескольких главе баров.
4. Как боковую крышку с ^ ^ к югу ЦБ увеличился, крепление сила увеличилась.
Экспериментальная программа
На основании результатов предварительного экспериментальных исследований, представленных в предыдущем разделе, заливки длиной 10D ^ югу Ь (...) был использован для испытаний новых выводе одной главе баров и 15D югу ^ Ь (... ) был использован для сейсмических исследований пучка столбцов соединения во главе с несколькими барами. В этом разделе представлен обзор экспериментальной программы, которая изучает влияние размера головы, начальник форму, и голова крепления техники на якорной стоянке силы, а не развития сама длина, а также исследует сейсмических поведение во главе баров на якоре во внешней пучка колонки суставах.
Материалы
Возглавлял деформированных бары с прутка диаметром 19 мм (D19) были использованы в данном исследовании. Три типа голову геометрии используется для вывода испытаний подробно изложены в таблице 1 и на рис. 3. Для обратной циклических испытаний beamcolumn сустава, маленькие круглые головы (CS, см. таблицу 1) были выбраны на основе результатов испытаний вывода. Все во главе баров и руководителей были сделаны из стали с пределом текучести указанный е ^ у ^ к югу от 400 МПа (58 KSI). Указанные прочности бетона был 27 МПа (4 KSI).
Измеренные свойства материала, из стали и бетона приведены в таблице 2. Возглавлял и подключили панелей, используемых для сейсмических исследований были аналогичные фактические сильные выход к югу 1.2f ^ у ^ ^ и 1.15f к югу у ^, соответственно, где / ^ у ^ к югу является указанный предел текучести 400 МПа (58 KSI). Различные бетонные смеси были использованы для вывода и сейсмических исследований. Для каждого теста, два и три цилиндры были испытаны и в среднем, соответственно. Напряженно-деформированное отношения были получены для всех 100 х 200 мм (4 х 8 дюймов) цилиндры и стали купоны с длиной 450 мм (18 дюйма) (рис. 4).
Выдвижной испытания одной главе баров
В выводе исследования, те же глубины вложенности ч ^ ^ г к югу от 10D югу ^ Ь (190 мм [7,5 дюйма]) был использован для всех тестов для изучения различных параметров, таких как глава типов, головные крепления техники (сварки по сравнению с резьбы), а также условий нагрузки (по сравнению с монотонной повторил). Два прямых бары с Н ^ ^ г к югу от 15D югу ^ Ь (без головок) были также испытаны для сравнения. В таблице 3 приведены параметры тестирования. Стандартным ASTM A97010 имеет разрешенного использования резьбового соединения голова-бар с 2004 года, в дополнение к сварным или поддельных голова-бар соединений и ACI 318-081 код (раздел 3.5.9) относится к ASTM A970 -04,10 Таким образом, головные крепления метод был выбран в качестве одного из параметров испытаний для проверки ASTM стандарта.
Для четырех из 12 образцов, погрузки и разгрузки в растяжении повторил три раза для каждого уровня напряжения в 0,25, 0,5, 0,75, 1,0 и 1.25f ^ ^ y_meas к югу, где / ^ ^ к югу y_meas является измеренным текучести стали (465 МПа [67 KSI]). Это было сделано для анализа различий в поведении крепления при различных условиях нагружения. После неоднократных шагов нагружения, монотонная нагрузка вывода был применен до потери вывода грузоподъемности.
Каждый образец состоял из одного бара встроенных во главе с центром в простом бетонном блоке с размерами 700 х 700 х 700 мм (28 х 28 х 28 дюймов). Хотя ствола во главе бар и Сети стали двутавровых балок используются в качестве опоры для гидравлического домкрата были разделены по крайней мере в 1,5 раза возглавлял глубине бара заливки во всех тестах, баров были довольно ограничены по реакции сил на загруженных конец (см. рис. 5), однако, поскольку степень конкретные заключения производства такой конфигурации испытание не было достаточно близко, что в совместном пучка столбце вывода результатов используется только чтобы сделать предварительное решение для выбора ключевые параметры во главе бар (например, размер головы и головы Тобар связи) для совместного испытания subassemblage. Нынешние испытания вывода были надлежащим образом использовать, чтобы сделать прямое сравнение для вышеупомянутых параметров при тех же условиях.
Каждый образец состоял из одного бара встроенных во главе с центром в простом бетонном блоке с размерами 700 х 700 х 700 мм (28 х 28 х 28 дюймов). Хотя ствола во главе бар и Сети стали двутавровых балок используются в качестве опоры для гидравлического домкрата были разделены по крайней мере в 1,5 раза возглавлял глубине бара заливки во всех тестах, баров были довольно ограничены по реакции сил на загруженных конец (см. рис. 5), однако, поскольку степень конкретные заключения производства такой конфигурации испытание не было достаточно близко, что в совместном пучка столбце вывода результатов используется только чтобы сделать предварительное решение для выбора ключевые параметры во главе бар (например, размер головы и головы Тобар связи) для совместного испытания subassemblage. Нынешние испытания вывода были надлежащим образом использовать, чтобы сделать прямое сравнение для вышеупомянутых параметров при тех же условиях.
Каждый образец состоял из одного бара встроенных во главе с центром в простом бетонном блоке с размерами 700 х 700 х 700 мм (28 х 28 х 28 дюймов). Хотя ствола во главе бар и Сети стали двутавровых балок используются в качестве опоры для гидравлического домкрата были разделены по крайней мере в 1,5 раза возглавлял глубине бара заливки во всех тестах, баров были довольно ограничены по реакции сил на загруженных конец (см. рис. 5), однако, поскольку степень конкретные заключения производства такой конфигурации испытание не было достаточно близко, что в совместном пучка столбце вывода результатов используется только чтобы сделать предварительное решение для выбора ключевые параметры во главе бар (например, размер головы и головы Тобар связи) для совместного испытания subassemblage. Нынешние испытания вывода были надлежащим образом использовать, чтобы сделать прямое сравнение для вышеупомянутых параметров при тех же условиях.
Во главе бар был подвергнут напряженности помощью гидравлического домкрата мощностью 500 кН (112 KIPS) (рис. 5). Динамометр находился под гнездо для записи силы натяжения. Глава скользит на затылке и на загруженных конце была измерена с помощью линейной переменным преобразователей (LVDTs). Для подключения LVDT к голове, 5 мм (0,2 дюйма) диаметр стальной стержень был приварен к задней поверхности головы. Стержень был вставлен из поливинилхлорида (ПВХ) трубы, которая была в бетоне до литья. Два тензодатчиков были установлены на каждый из которых возглавляет бар на месте 50 мм (2 дюйма) от бетонной поверхности (в воздухе) на загруженных конца. Все данные были собраны каждый второй с 1 регистратор данных.
Обратные циклических испытаний пучка колонки суставов
Для оценки применения во главе бары с небольшими головами внешних соединений пучка колонки по сравнению с крючковатым баров, циклические узла испытания были проведены. Две полномасштабные совместных сборочных узлов были построены: один во главе баров (JD), а другой 90-градусной крючковатым баров (JK). Как указано на рис. 6, история высоте (3,6 м [142 дюйма]), centerto-центр длины пролета (5,25 м [207 дюйма]), а колонны и размера пучка и укрепления были полны решимости соответствуют типичным реальным размерам момент сопротивления кадров. Же размера, бар (D19), используемые в выводе испытаний, проведенных в рамках этого исследования, была также использована в сейсмических исследований. Малый размер головы (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу б = 2,6), круглую форму головы, и резьбовым соединением headto-бар были выбраны на основе наблюдений с выдвижной испытания, проведенные здесь, а также предварительного испытания спутника .11,12
Развитие длины развития длина югу л ^ р предусмотренных JD образца (во главе) является 285 мм (11,25 дюйма) (15D ^ югу Ь или ...), измеряется от beamjoint интерфейс для подшипников лицом головой. Для JK образца (подключен), л ^ р к югу также 285 мм (11,25 дюйма) (подпункт 15D ^ Ь или ...), измеряется от интерфейса к внешнему краю крючок. Развитие длины для JD похожа на (...) необходимо разработать 1.25f ^ у ^ к югу от многочисленных баров возглавлял в предыдущем выводе tests11 или (...) соответствии с требованиями нового главе бар обеспечение ACI 318 - 08 (1) (раздел 12.6.1).
Для пучка колонки соединений в рамках бокового сил сопротивляться системе, которая должна деформироваться в неупругих диапазоне (тип 2 суставов), критическая секция считается, находится на краю совместных основных (за исключением совместных обруч ), в соответствии с главой 21 МСА 318-08 (1) и ACI 352R-025 (см. рис. 2). Кроме того, следует отметить, что определения л ^ ^ к югу DT отличаются по ACI 318-08 (1) и 02,5-352R бывшего определяет югу л ^ ^ ДТ, как длина измеряется от критической разделе "нести лицо "головы, в то время как последняя определяется как длина" вне конец "головы (см. рис. 2). В Таблице 4 приведены условия и требует развития длины для пучка панелей, используемых для образцов. Определение ACI 318-08 (1) используется в течение оставшейся части документа.
Расположение головы и крючок расширение точно не соответствовать МСА 352R-02 (5) рекомендации (раздел 4.5.2.1) или ACI 318-081 комментария (R12.6). За пределами края головы и крючок были расположены в 114 и 133 мм (4,5 и 5,25 дюйма), соответственно, на задней части совместной сердечник, по сравнению с рекомендуемой расположение 50 мм (2 дюйма) рассматривается как находящаяся в диагональные зоны сжатия МСА 352R-025 (см. рис. 1 и 2). В этом исследовании, однако, была предпринята попытка предоставить точную длину развития 15D ^ югу Ь, который часто бывает на практике, а не заседание МСА 352R-025 (раздел 4.5.2.1). Кроме того, в результате такой настройки, л ^ к югу р меньше, чем к югу л ^ ^ DH для JK, где к югу л ^ ^ DH является развитие длина крючковатым бар. Текущего тестирования, однако, дает представление о потенциальном влиянии этого подробно о совместных поведения. Обратите внимание, что 2008 версия 3181 ACI начал прямо указать, что во главе бар должна распространяться на ту сторону совместного основных фондов (Комментарий R12.6 и рис.
R12.6 (б)). Подобные комментарии до сих пор не доступных в случае крючковатым баров в главах 12 и 21 ACI 318-08.1.
Совместное заключение и сдвига создание совместных ядро умеренно ограничивается согласно корейской код (KCI-03 (13)), а обычная практика в Корее, где низким и умеренным сейсмических районах существует (рис. 6). Совместных поперечной арматуры размещен удовлетворены МСА 352R-02 (раздел 4.2.1) рекомендации для типа 1 суставов. Одной из задач исследования является наблюдение сейсмических поведение пучка колонки суставов с умеренным количеством ограничиваясь стали по крайней неожиданных землетрясений. Крепления поведение во главе баров внедрен в умеренно ограничивается также совместные исследования интерес в данном исследовании. Это важный аспект, учитывая тот факт, что степень воздействия заключения связи условия для крючковатым баров вписываться в суставе. С другой стороны, в столбце ядро хорошо ограничивается, согласно МСА 3525 Тип 2 детализации, чтобы убедиться в отсутствии повреждений на колонку.
Совместное усилие сдвига спроса (V ^ и ^ к югу) было лишь около 50% от номинальной совместного потенциала сдвига (V ^ югу п = 1060 кН [238 KIPS]). Значения V ^ п ^ к югу и V ^ ^ к югу у были рассчитаны в соответствии с МСА 352R-02, 5 раздела 4.3, как
... (4)
... (5)
где A ^ S ^ к югу является районе напряженности подкрепление, е '^ с ^ к югу является указанных конкретных сжатие; V ^ ^ к югу коллег столбец сдвига рассчитывается данный M ^ ^ к югу пр. для лучей, б ^ к югу J ^ эффективная ширина шва в разделе 4.3.1 МСА 352R-02; 5 ч совместных или столбец размерности параллельно к направлению пучка, а также фактор Вероятным момент потенциала M ^ ^ к югу пр. была определена на основании указанного предела текучести стали F ^ у ^ к югу и стресс множитель
Тестирование и приборы-Подвергая отзыв пучка конец обратном циклических перемещений, испытательного стенда моделирования землетрясений вызванных бокового дрейфа (рис. 7). Сценарий, что и образцы с умеренно только суставы, чтобы рассеять землетрясения вызванного энергии за счет деформации откат в неупругих диапазона. Горизонтального привода мощностью 1000 кН (225 KIPS) было использовано для вытеснения света, с колонкой концы удержал. Хотя применение осевой силы, как известно, улучшить связь поведения, 8,14 без осевой силы действующей на колонну, как это было целесообразно проверить худшие условия связи в данном исследовании. Перемещение контроль был применен в дрейфует примерно ± 0,4, 0,7, 1,0, 1,7, 2,7 и 3,5%, с трех циклов на каждом уровне дрейфа. Выбранного уровня сноса и количество циклов (по три с каждой дрейф), в общем, доволен ACI 374.1-05 ", критерии приемлемости для моментов Рамки на основе структурных Тестирование и комментарии". 15 в общей сложности 11 LVDTs были установлены для каждого теста измерять смещения пучка в двух разных местах, колонка жесткие движения тела, света и поворотов конца колонки, а также совместные искажения (рис.
7). Тензометры были прикреплены на арматурный прокат на отдельных участках, чтобы проверить, если бар уступая место, и измерить уровень дрейфа для каждого конкретного бар деформации ..
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ вывода
5 и 8 изображают отношения выводе нагрузки не допустить скольжения на загруженных конца. В целом, глава скольжения измеряется на затылке была меньше или сравнима с баром скольжения на загруженных конца (см. рис. 9). показания Тензометрические приведены на рис. 10. Никаких потерь в якорной стоянки прочности наблюдалось до достижения начала упрочнения всех во главе баров.
Рис 8 () сравнивает поведение вывода между монотонной испытания для трех различных типов голову, но используются те же резьбового соединения, а также поведение во главе баров против тех, кто не головы. Нагрузки скольжение отношений по главе баров были похожи друг на друга, но сильно отличаются от тех, для nonheaded баров (MNT-NH серии). Нет конкретных хрупких прорыва было отмечено для всех образцов во главе бар, в то время вывода произошел сбой в прямой крепления бар. Во главе образцов бар сохранить прочность крепления (глава подшипник) даже после того, значительное ухудшение связи, что приводит к пластическое разрушение. Связь ухудшения свидетельствует снижение жесткости нагрузки скольжение отношений, а также наблюдение, что жесткость смягчение произошло, когда расщепление трещин начал формироваться.
Результаты конце стержня скользит (в среднем: 0,09 и 0,32 мм [0,0035 и 0,0126 дюйма]) на 70 и 95% от конечной силы демонстрируют удовлетворительное поведение крепления для всех трех типов голову под монотонные нагрузки, как сообщили КСР-FIB Типовой кодекс 9016 (раздел 9.1.1.3), которая требует от них быть в пределах 0,1 и 0,5 мм (0,0039 дюйма и 0,0197), соответственно. Таблица 3 показывает, что Mnt-CLT (Монотонные, Циркуляр Большой Threading) образцов достигнуто несколько выше, прочность крепления (171 кН [38 KIPS] ^ 1.28а югу S ^ е ^ ^ к югу y_meas), чем (165 кН [37 KIPS] 1,23 ^ к югу S ^ е ^ ^ к югу y_meas), полученные для Mnt-CST (Монотонные, Циркуляр малых, Threading) или SQT (монотонная, квадрат, Threading) образцов. Это было ожидать, поскольку отношение чистых районах (к югу пеленг ^ ^) глав были разными.
Рис 8 (б) предоставляет аналогичные сравнения для случая, когда сварных голова-бар связи была использована. В то время как удовлетворительное поведение крепления была выставлена для всех образцов во главе бар, крепления силы особенно возросло до 196 кН (44 KIPS) (1.47A югу ^ с ^ е ^ ^ к югу y_meas) для большой головой (^ ^ к югу пеленг / ^ к югу б / ^ к югу = 4,5). В связи с упрочнением на месте сварного соединения, похоже, что больше растягивающей силы были переданы (см. рис. 10 (б) от 10 (а)). Крепления силы для сварных и резьбовых соединений были подобны для малых глав (табл. 3).
Аналогичные результаты тестирования были замечены при повторном нагружении (рис. 5) и не обнаружили никаких нарушений в поведении крепления (жесткость и прочность) между связными и сварных соединений были найдены маленькую голову (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу б = 2,6 ). Измеренные напряжения всех во главе баров превысил фактический предел текучести. В частности, относительно большие силы крепления (179 кН [40 KIPS] ^ 1.35A югу S ^ е ^ ^ к югу y_meas) был записан на большой головой. Средний бар полоски 0,06 и 0,3 мм (0,0023 и 0,012 дюйма) на 70 и 95% от конечной силы в допустимых пределах КСР-FIB Типовой кодекс 90,16 сильные начал деградировать в баре скользит превышает 0,5 мм (0,02 в .). Ухудшилось поведение крепления, по сравнению с монотонной, что при напряженности, скорее всего, из-за более высоких местных сжимающих напряжений и связанных с ними местных конкретных повреждений, которые часто происходят, когда бар подвергается повторной загрузки. Такое поведение характерно для всех типов нелинейных креплений (например, головой или крючок в сравнении с прямыми окончания), а не только во главе креплений.
Данные испытаний и после испытаний на наблюдения показывают, что в конечном итоге конкретные дробленая на вращающемся лицо маленькой головой, однако полный провал конкретного прорыва не произошло. Типа "конус" провал, как правило, характеризуется внезапной потерей вывода нагрузку на уровнях, близких к нулю сразу после достижения пика, который не видел ни в одном из нагрузки скольжение отношений ..
Результатов, описанных в предыдущих пунктах, можно резюмировать следующим образом: 1) площадь нетто подшипника (^ ^ к югу пеленг) по крайней мере в 2,6 раза бар (к югу ^ Ь) была эффективной для поддержания несущей способностью даже после значительного связи ухудшение, 2) крепления силы и поведение при повторном нагружении были относительно сопоставимые по монотонной нагрузки; 3) форма головы не повлияет на состояние крепления и 4) и резьбовые и сварные голова-бар соединения оказались эффективными в передаче полный дизайн бара силу. Этот вывод поддерживает версии 2004 ASTM A970 Характеристики, 10, которая позволяет использовать сварки, нарезания резьбы, и формирование методов приложить голову к бару. Это, однако, отметил, что изменения в результатах существовало бы, если большое количество образцов для каждого параметра были протестированы. Результаты, полученные при выводе испытаний были использованы для выбора размера головы, форма, и голова-бар связи (то есть, КНТ) для обратной циклические испытания во главе баров beamcolumn совместной ..
Циклических испытаний РЕЗУЛЬТАТЫ ДЛЯ СОВМЕСТНОГО узлов
Наблюдаемое поведение
Наблюдаемые трещины моделей для JD (во главе) и JK (подключен) образцов были подобны приблизительно до 2,7% дрейфа, однако, в течение 3,5% циклов дрейфа, степень повреждения суставов для JK более заметна, чем у JD (рис. 11 () по сравнению с 11 (б)). Это может быть под влиянием разного качества связи, как и другие условия, точно так же. Это будет предметом дальнейшего расследования.
В 0,4% циклов дрейфа, изгиб трещин на балке рядом с суставом. Для дрейфа отношения больше 0,7%, эти трещины стали значительными и наблюдаются до середины пучка. Диагональ совместных трещин также произошли за дрейфа уровне 0,7%. Ухудшение JK характеризуется совместной покрытия отслаивание и постепенное накопление повреждений диагональной стойки между дрейфа соотношение 2,7 и 3,5% (рис. 11 (б)). В отличие от JD показал типичный разрушение при изгибе балки с ограниченной совместных ухудшение (рис. 11 (а)). Обратите внимание, что это участие полномасштабные тестирования и, таким образом, сдвиг ширины трещины можно увидеть более заметную роль, чем в других масштабных specimens.17 значительный ущерб диагональной стойки для совместной JK может быть отчасти из-за сравнительно умеренной степени совместных родов, которые в факт не оказывает неблагоприятного воздействия общее поведение JD. Единственная разница между JD и JK был крепления состояние, поэтому он считает, что недостаточное крепление крючковатым баров, возможно, ускорило стойкой неспособности JK образца примерно в 3% дрейфа.
Обсуждение результатов испытаний
Отношения боковых нагрузку на конец пучка по сравнению история дрейфа показано на рис. 12. Боковые нагрузки измерялась с помощью датчика нагрузки установлен на горизонтальной привод находится в конце пучка (рис. 7). Дрейфа соотношение было принято, как перемещение конца света, деленной на расстояние между боковыми точки нагрузки и центральную колонну. Максимальный боковой нагрузки (L ^ ^ к югу пик), нагрузка на первый луч, дающий (L ^ у ^ к югу), а также нагрузки на 25% сокращение по сравнению с пиковой нагрузки (L ^ ^ к югу 0.75peak) были захвачены в плен. Кроме того, соответствующие показатели дрейфа ( Основой оболочки петли нагрузки дрейфа отклик JD (во главе) и JK (подключен) образцы были получены и сопоставлены на рис. 13.
Рисунок 12 показывает, что как JD и JK образцы вели себя довольно вязкий образом, как свидетельствует также существенное изгибе пучка трещин и все напряжение стали уступок. На основании показаний датчиков деформации, которые были прикреплены к пучка продольных балок, на пучке суставов интерфейс, уступая первое место примерно в 0,6 до 0,9% сугробы. Это означает, что глубины вложенности для главе и подключили баров было достаточно, чтобы развивать свои текучести в диапазоне линейных кривой нагрузки и деформации. Поперечную жесткость и максимальной боковой нагрузки были одинаковы для обоих образцов, превышающей номинальную пучка сильные момент M ^ п ^ к югу (рис. 13), где M ^ п ^ к югу рассчитывается как измеренные свойства материала ( = 29,1 МПа [4,2 KSI] и / ^ к югу y_meas = 481 и 460 МПа [70 и 67 KSI] для JD и JK, соответственно).
Максимальный боковой нагрузки были достигнуты на дрейфует примерно от 2 до 2,5% и поддерживается примерно до 3,5% дрейфа JD, тогда как для JK, после достижения пика боковой нагрузки, затем упала до 75% от пика в 3,25% дрейфа (рис. . 13). ACI 374.1-05 (15) определяет недостаточность критерия, как упасть до 75% от максимального боковые нагрузки. Таким образом, производительность JK образца не отвечают критериям ACI 374.1-0515, что отказ должен быть исключено в дрейф соотношение меньше, чем 3,5%.
Два возможных причин может существовать на сравнительно низкий уровень производительности сейсмических отметил с JK тестирования: 1) недостаточная длина развития крючковатым бар и 2) умеренные совместных родов. Даже несмотря на краю подключили бар не находился (133 мм [5,2 дюйма]) в течение 51 мм (2 дюйма) с внешней совместной ядра (как это было рекомендовано МСА 352R-02, 5 Раздел 4.5.2.1) , похоже, что изгиб крючковатым бар все еще находится внутри главной диагонали стойки (см. рис 1 (б)). Это основано на наблюдении, что производительность JD (во главе) с той же глубиной вложенности еще удовлетворительным (табл. 6). Как упоминалось ранее, крючковатым баров были предоставлены короткие развития длину, чем л ^ ^ к югу DH. Это негативно сказалось на якорной стоянке поведения в нелинейной области деформации, в частности, за 2,5% дрейфа отношение (рис. 12). С другой стороны, результаты JD испытания показывают, что заглубление длиной 15D ^ югу Ь (...) было достаточно для баров во главе с небольшими головками (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу б = 2,6).
Отсутствие совместного заключения (тип 1 подробно) в конечном итоге привело к совместной разрушение при сдвиге в дрейф от 2,5 до 3% в связи со слабым креплением поведение JK (по сравнению с JD). Интересно отметить, что даже на тех же условиях, JD (во главе) не сталкивались с потерей боковых грузоподъемностью до конца тестирования (до 3,5% дрейфа [рис. 12]). Кроме того, скромный совместных искажений сдвиг (в среднем максимум для дрейфует Таким образом, отсутствие совместного заключения не представляют собой серьезную проблему для пучка колонки совместно с возглавлял баров. Это интересный аспект, так как он подразумевает возможность для сокращения совместных поперечной арматуры при использовании во главе баров пучка продольного армирования. Отношение напряжения, действующие в отношении главы считаются частично переданы в колонке бокового подкрепления и (только) колонке конкретные над совместной внешней фермы действий, как показано на рис. 1 (а). Хотя совместное сдвига данных искажений, в частности, поддерживаем эту акцию, было бы лучше контролировать напряжение в колонны и совместные поперечной арматуры (только для продольной арматуры была измерена в этом тесте).
Из-за ограничений на ход привода, дрейф соотношение не может быть увеличена дальше. Вместо этого, еще два цикла были повторены на 3,5% дрейфа для образца JD. На третьей и пятой циклов 3,5% дрейфа, пик боковым нагрузкам были сокращены на 17 и 30% от максимальной нагрузки первого цикла, соответственно (рис. 12). 17% скидка для третьего цикла на 3,5% дрейфа Украины ACI 374 критериям приемлемости, а также 30% скидка на пятый цикл можно считать не критично. Все остальные критерии признания ACI 374.1-05 (15) были удовлетворены, как указано в таблице 6.
Рисунок 15 показывает сравнение энергию, вырабатываемую при дрейфа циклов, что свидетельствует о гистерезисных энергия, рассеиваемая на каждом уровне дрейфа JD было значительно больше, чем JK. Лучше способность к рассеянию энергии после первоначального уступая по JD указывает на улучшение поведения крепления главе баров при неупругом откат деформации для данного развития длины. Очевидной степени защемления показано на рис. 12 (а) в сравнении с 12 (б) также согласуется с таким поведением. Способность к рассеянию энергии железобетонных балок является одним из ключевых аспектов дизайна пластичных кадров момент. На основании результатов, описанных в этой и в предыдущих пунктах, можно сделать вывод, что использование во главе баров, с подпунктом л ^ р ^ ^ о 15D югу Ь (...) и (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь) от 2,6 сыграла эффективную роль в передаче пучка момент внешние колонки без потери до 3,5% дрейфа. Кроме того, испытания показали, что более короткие длины развития во главе баров достаточно по сравнению с крючковатым баров, утверждая, различные необходимые длины развития между головой и подключили баров (и вспомогательная ACI 352R-02, 5 и МСА 318-081 Sections 12,1 и 12,6).
Наконец, сейсмических поддержку результатов тестирования, что уравнение. (2) или (3), что меньше, чем уравнение. (1), хорошо подходит для оценки развития длина главе бар типа 1 или 2 пучка колонки совместной ..
Связь нового МСА 318 положения во главе баров и результаты тестов
Хотя совместная образца было построено до 318 новых ACI положения во главе баров были добавлены, стоит оценки эффективности использования новых МСА 318 code.1 Как заключили в предыдущих разделах, ACI 318 заданной длины развития (уравнение (1) ), наряду с размером головы (Abrg / Ab) примерно в 3, обеспечивает удовлетворительную крепления / связь поведение во главе баров на якоре во внешних соединений пучка колонки. Результаты здесь имеют значение, так как они тестирования новых ACI 318-08 положения. Основываясь на результатах, размером головы (Abrg / Ab) от 3 может быть даже приемлемым для главе баров beamcolumn суставов. Дополнительные циклических испытаний, однако, было бы полезно, чтобы проверить этот вывод.
Свойства материалов, используемых для испытаний были в пределах ограничений, установленных МСА 318-08 (разделы 12.6.1 и 12.6.2). Прозрачная крышка с баром (с ^ ^ к югу ЦБ, см. рис. 2) и четкое расстояние бар (с ^ с ^ к югу, см. рис. 2) были испытаны 3.6d ^ Ь к югу и к югу 4.2d ^ Ь, соответственно. Эти значения превышают необходимые минимальные значения 2D ^ югу Ь и 4d ^ югу Ь, соответственно, и не производят каких-либо неблагоприятных последствий сейсмической выполнения внешних совместных пучка колонки. Дополнительные исследования будут необходимы для оценки текущих ограничений на такие параметры, в частности по главе бар четкое расстояние. Расстояние между 4d-^ к югу Ь довольно ограничения и не может быть идеальным для промышленности. Из этого исследования, глава толщины (T ^ ^ головой к югу, см. рис. 2) не менее 1 дБ разумно обеспечить эффективное отношение голову маленькой деформации в стали. Есть в настоящее время отсутствуют положения о голову толщины ACI 318-08.
РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ
Выдвижной и сейсмические испытания были проведены расследования применения во главе бары с небольшими головами. Тестовые данные были оценены с целью изучения воздействия головы размер, форма, и голова крепления техники на якорной стоянке поведения в рамках обеих монотонной и повторных нагрузок. Результаты натурных испытаний сейсмических совместно с возглавлял баров были оценены по сравнению с компаньоном образца с крючковатым баров и с помощью критериев приемлемости ACI 374.1-05.15 На основании результатов испытаний, были сделаны следующие выводы.
1. Нет конкретных хрупкого произошло прорыва для любого главе баров вывода, при условии, что размер головы (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь), по крайней мере 2,6 и глубиной вложенности 10D ^ югу Ь (...).
2. Нагруженном состоянии (по сравнению с монотонной повторил), головой формы (по сравнению с круговой площади), и голова крепления техники (резьба по сравнению сварки) не влияет на поведение существенно крепления в выводе. Эти результаты согласуются с ASTM A970-0410 и МСА 318-081 (раздел 3.5.9).
3. Во главе бары с большими головами (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь = 4,5), выставленных выше, чем сильные стороны крепления главе бары с небольшими головками (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу б = 2,6 до 2,8).
4. Результаты тестирования совместного узлы поддержки применения во главе бары с небольшими головками (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу б = 2,6) во внешних соединений пучка колонки и новые ACI 318-081 положение о возглавляемой бар (Раздел 12,6).
5. Внешней совместной содержащие во главе с барами развития длина 15D ^ югу Ь (...) и с размером головы (^ к югу пеленг ^ / ^ к югу Ь) примерно в 3 было способно к передаче вероятных моментов и сил в Члены без потери до 3,5% дрейф, и в целом встретили ACI 374.1-05 (15) критерии признания. С другой стороны, совместно с крючковатым баров не отвечают критериям приемлемости.
6. Указанные производительности было достигнуто даже при умеренном (тип 1) совместное заключение. Удовлетворительное сейсмические характеристики, такие, как подавляется совместных сдвиговых деформаций, указывают, что сокращение совместных заключения не влияет отрицательно на якорной стоянке во главе бар в interstory суставов, вероятно, из-за различных подшипников путь stresstransfer предоставляемых внешних фермы образуются над суставом. Это предполагает возможность того, что количество поперечной арматуры во внешности interstory соединение может быть уменьшено, если во главе баров использованы (по сравнению с крючковатым бары).
Авторы
Работа, представленная в данной работе является частью результатов научных исследований для Кореи научно-исследовательского фонда по гранту № KRF-2005-050-D0017, а часть США исследование было поддержано Оклахома-транспортный центр (OTCREOS9.1-27 ). Испытания проводились в лаборатории Hankyong национальный университет, Ansung, Корея. Авторы хотели бы выразить признательность В. Ким, студент PhD, Университет штата Оклахома, Норман, Оклахома, за его помощь и H.-J. Ли, доцент, Национальный университет Юньлинь по науке и технике, Тайвань, за полезные обсуждения. Мнения принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения авторов.
Ссылки
1. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-08) и Комментарии" Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2008, 473 с.
2. DeVries РА; Jirsa, JO, а Bashandy, T., "Анкоридж потенциала в бетон Возглавлял Укрепление с мелкой Embedments", ACI Структурные Journal, V. 96, № 5, сентябрь-октябрь 1999, с. 728-737.
3. Парк, HK; Юн, Ю. С., а Ким, YH, "Влияние Подробная Глава плита на Выдвижной Поведение Возглавлял бары," Журнал конкретных исследований, В. 55, № 6, декабрь 2003, с. 485-496.
4. Томпсон, М. К.; Ziehl, МДж; Jirsa, JO, и Брин, JE, "ССТ узлов привязанных к возглавляемой Bars-Часть 1: Поведение узлов", ACI Структурные Journal, В. 102, № 6, ноябрь-декабрь 2005, с. 808-815.
5. Совместное ACI-ASCE Комитет 352 ", рекомендации по проектированию пучка-Column соединений в монолитных железобетонных конструкций (ACI 352R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2002, 37 с.
6. Райт, JL, и МакКейб, SL, "Длина развития и Анкоридж поведение возглавляемой арматура," SM Доклад № 44, зданий и сооружений и инженерных материалов, Университет штата Канзас, научно-исследовательский центр, Лоуренс, KS, сентябрь, 1997 , 147 с.
7. Уоллес, JW; Макконнелл, SW; Gupta, P.; и Кот, PA, "Использование Возглавлял Усиление в луч-Column шарниры, подвергнутого сейсмических нагрузок", ACI Структурные Journal, В. 95, № 5, сентябрь-октябрь . 1998, с. 590-606.
8. Chun, SC, Ли, SH; Кан, TH-K.; Ах, B.; и Уоллес, JW, "Механические Анкоридж во внешней шарниры Луч-Column подвергавшимся циклического нагружения," Структурные ACI Journal, В. 104, № 1, январь-февраль 2007, с. 102-113.
9. ASTM A970 / A 970M-98, "Стандартные спецификации для сварных и кованых Возглавлял бары для армирования бетона," ASTM International, Запад Коншохокен, PA, 1998, стр. 7.
10. ASTM A970 / A 970M-04a, "Стандартные спецификации для возглавляемой стальные прутки для армирования бетона," ASTM International, Запад Коншохокен, PA, 2004, стр. 8.
11. Чой, D.-U., "Испытание Возглавлял Усиление в Пулаут 2: Глубокий заливки", KCI бетона Journal, V. 18, No 3E, декабрь 2006, с. 151-159.
12. Чой, D.-U.; Hong, С., и Ли, CY, "Испытание Возглавлял Усиление в Пулаут", KCI бетона Journal, V. 14, № 3, сентябрь 2002, с. 102-110.
13. Корея бетона институт "Дизайн Код для железобетонных конструкций (KCI-03)," Корея институт бетона, Сеул, Корея, 2003, 405 с. (На корейском языке)
14. Meinheit, DF, и Jirsa, JO, "Прочность на сдвиг в R / C Луч-Column соединений," Журнал структурного подразделения, ASCE, т. 7, № ST11, ноябрь 1981, с. 2227-2244.
15. ACI Комитет 374 ", критерии приемлемости для моментов Рамки на основе структурных Тестирование и комментарии (ACI 374.1-05)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2005, стр. 9.
16. Комитет Евро-International-дю-Beton, Лозанна, "КСР-FIB Типовой кодекс 1990 (КСР-FIB MC 90), Томас Телфорд Services Ltd, Лондон, Великобритания, 1993, 437 с.
17. Чун, L., и Шах, SP, "Влияние скорости нагружения на Бонд Анкоридж и луч-Column суставы", ACI Структурные Journal, В. 86, № 2, март-апрель 1989, с. 132-142.
18. Paulay, T., "Равновесие Критерии для железобетонных шарниры Луч-Column", ACI Структурные Journal, В. 86, № 6, ноябрь-декабрь 1989, с. 635-643.
19. Siohara, H., "Новая модель Шир Неспособность RC внутренних дел соединения Луч-Column" Журнал строительной техники, ASCE, В. 127, № 2, февраль 2001, с. 152-160.
Входящие в состав МСА Томас H.-K. Кан является профессором гражданского строительства в Университете штата Оклахома, Норман, OK. Он является секретарем совместных ACI-ASCE Комитет 352, узлов и соединений в монолитных железобетонных конструкций, а также является членом комитета ACI 369, сейсмическая ремонту и реконструкции; Совместное ACI-ASCE Комитет 423, предварительно напряженного железобетона; E803, факультет сети координационного комитета; и ACI Энциклопедический бетона Совета. Он получил ACI Васон медаль за наиболее достойных бумаги в 2009 году. Его исследовательские интересы включают проектирование сейсмостойких и реабилитации конкретных соединений, соединений и систем, а также поведение новых материалов в сочетании с бетоном.
Санг-Су Ха является полный рабочий день преподаватель архитектурного проектирования в Кангнам университет, Йонъин, Корея. Он получил докторскую степень от университета Ханьян, Сеул, Корея. Его исследовательские интересы включают экспериментальных методов железобетонных конструкций, сейсмические испытания пучка колонки и плиты столбцов соединения, а также использование во главе и волоконно-армированные полимерные шестов для крепления и сращивания.
Входящие в состав МСА Дон Ук Цой является профессором архитектурного проектирования в Hankyong национальный университет, Ansung, Корея. Он получил докторскую степень в Университете штата Техас в Остине, Остин, штат Техас. Он является членом комитета ACI 59-06, международного партнерства. Его исследовательские интересы включают развития и сращивания арматуры, механических креплений, а также на поведение конкретных до конкретных интерфейсов подвергаться механическим и тепловым нагрузкам.