Аксиально-Shear-изгиб Взаимодействие подход для железобетонных колонн

Подход представляется для перемещения анализа на основе железобетонных колонн на основе принципов аксиально-сдвига изгиба взаимодействия. Shear поведение моделируется с применением модифицированной теории сжатия поля, а изгиб моделируется поведение, используя традиционный анализ разделе. Механизмы сдвига и изгиба связаны, как источники в серии, с учетом взаимодействия осевой деформации и деградации конкретные силы, и удовлетворяющие совместимости и равновесия отношений. Предлагаемый подход является упрощенным, чтобы моделирования железобетонная колонна с помощью одного анализа секция с одной модели сдвига на весь элемент. Упрощенный подход применяется для перемещения анализа на основе сдвига и изгиба доминируют армированные колонны конкретные апробированные ранее. Анализ также выполняются для железобетонных колонн, опробованный другими авторами. Аналитические результаты, такие как конечной боковых нагрузок и сугробы, а также пост-пик ответы сравниваются с экспериментальными данными и последовательной соглашения будут достигнуты ..

Ключевые слова: колонка; деформации, предел прочности.

(ProQuest-CSA LLC: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

На основании производительности основе философии дизайна, для ответа оценки структуры, это необходимо для достижения полного понимания структурных поведения в любой возможной нагрузки. Другими словами, нагрузки и деформации, производительность структурных элементов должна быть оценена с первого шага загрузки до полного краха шаг, который является концепция перемещения оценка, основанная на подходе. Для достижения этой цели, структурные показатели отдельных элементов должны быть проверены во всех возможных условиях недостаточности. Как для железобетонных конструкций, колонн и балок играть очень важную роль в структурной производительности. Поэтому очень важно применять подходящие аналитический инструмент для оценки их поведения с учетом структурных все неудачи таких механизмов, как осевые, сдвиговые и изгибные неудач. Поведение железобетонных колонн на сдвиг и изгиб изучалась на протяжении десятилетий. В случае изгиба поведения, традиционный анализ раздела, или, более точный метод, волоконно-модели в одномерном поле напряжений, дает прогнозы приемлемого с точки зрения прочности и уступая деформации.

Выполнение железобетонных колонн доминировали в сдвига или сдвига изгиб, однако, не может быть определена путем применения только анализ раздела, поскольку поведение сдвига не принимается во внимание в подходе. В сдвига, многие исследования были проведены для разработки различных подходов, таких как фермы models1-3, а также эмпирических моделей, таких как Аракава equation.4 сильные Shear оценкам с помощью этих методов, однако, колебался в широких пределах и ни один вышеупомянутых подходов может быть использован для достижения приемлемого деформации на предел прочности. Позднее сжатия области theory5 был разработан для членов подвергаются кручения и сдвига, рассматривая наклона диагональных трещин и конкретные растягивающие напряжения в нелинейной области. Впоследствии на основе обширных экспериментальных исследований, изменение сжатия области theory6 (MCFT), был представлен на разработке реалистичной модели для определения растягивающих и сжимающих напряжений в диагонали трещины бетона. Эта теория была проверена путем применения MCFT к большому числу железобетонных элементов, загружаемых при сдвиге или сдвига с осевым нагрузкам.

Для прогнозирования изгиб сдвига поведения железобетонных элементов, таких как колонки MCFT, 7 Вместе с тем, структура должна быть дискретизации в большое количество двуосно подчеркнул элементов и проанализированы с помощью нелинейного анализа методом конечных элементов, в результате чего требовательных вычислений. Позднее понятие MCFT был продлен до секционных approach8 анализа для оценки ответных железобетонных балок, загруженных в комбинированных сдвига, момент, и осевых сил. При таком подходе двуосно подчеркнул элементы применяются в качестве конкретных волокон, а не одноосно подчеркнул элементы, используемые в обычных анализа разделе. Иными словами, железобетонная балка состоит из ряда конкретных двуосно подчеркнул элементов и продольных элементов стали. Для обеспечения совместимости продольной деформации в каждом из конкретных волокон устанавливается напряжение в соответствующий раздел. Затем каждый из бетонных элементов анализируется индивидуально в плоскости поля напряжений на основе MCFT. Этот метод также дает надлежащих результатов железобетонных балок, особенно для сдвига критической элементов.

Ее аналитический процесс, однако, все еще не достаточно просто для практики. Кроме того, аксиальным взаимодействием штаммы не являются методом ..

Учитывая простоту в разделе анализа одноосного поля напряжений, основная цель данного исследования состоит в изменении традиционного подхода анализа разделе для сдвига поведения применим для перемещения оценка, основанная на железобетонных колонн и балок, сдвиг, изгиб, и осевые нагрузки. В рамках подхода под названием осевого сдвига изгиба взаимодействия (ASFI), традиционный анализ раздела, или волоконно-модели, применяемые для оценки аксиально-изгиб поведения и MCFT, 6 используется для определения осевого сдвига поведения железобетонных элементов. Axialshear изгиба взаимодействия Основное внимание в предлагаемом методе, а также совместимость равновесия и удовлетворенности. Затем утвержденные экспериментальные результаты, нагрузки и деформации, одного железобетонная колонна может быть разумно предсказал, применяя только один раздел анализа в разделе конца и один сдвиг в плоскости модели, представляющие сдвига поведение длины столбца В конце точке перегиба.

Вывода эффект за счет совместных облигаций скольжения также смоделированы и рассмотрены в аналитическом процессе. Вполне вероятно, что этот подход может быть продлен до трех-мерного анализа с применением волокна модели и модели в плоскости сдвига, подвергнутых результирующего напряжения сдвига вызваны двухосных изгиб механизма. Применяя новую модель, различных железобетонных образцов колонке, в трех отказов сдвига, изгиба сдвига и изгиба, были проверены и проанализированы. Результаты анализа были проверены с экспериментальными данными для окончательного сильные и деформации, а также после максимальной чувствительностью в том числе осевые провал. Этот подход был также успешно применяться для прогнозирования перемещения основе реакции один отсека рама образец, который был подвергнут циклическим боковой нагрузке и переменной осевой load.9 ASFI метод был впервые возникла и обсуждается в американо-японского семинара, 10 Представляя основные методики и некоторые результаты. Окончательном варианте данного подхода, однако, изложенным в настоящем документе ..

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обычного анализа раздела или волоконно-модель модифицирована для сдвига поведения, рассматривая взаимодействие сдвига, осевые, и изгиб механизмов. Авторы считают, что предложенный подход может быть просто применяется для перемещения оценка, основанная на осевых, сдвига и изгиба ответ железобетонных колонн для достижения устойчивых результатов. Метод может быть просто продлен до трех-мерного анализа. Предлагаемый метод является эффективным аналитическим инструментом для выполнения проектирования на основе методологии. Применяя этот метод, различных структурных мер, как предел прочности и дрейфа, а также боковой дрейф на осевой распада могут быть оценены.

Базовая концепция ASFI МЕТОД

Подход ASFI представлена здесь сдвига связи и изгиб механизмов. ASFI метод состоит из двух моделей, аксиально-изгиб модель, которая является традиционной модели волокна, а также аксиально-сдвига модель, которая двухосной модели сдвига. Два механизмы, связанные как ряд взаимосвязанных источников и в поле напряженно-деформированного, учитывая равновесие и совместимость отношений.

Осевой деформации играет очень важную роль в методе ASFI по соединяющих две модели осевого сдвига и аксиально-прогиб. На рисунке 1 показана концептуальная иллюстрация для влияния центроидальный напряжение сдвига трещины на сети железобетонная колонна. Рисунка видно, что осевой деформации из-за изгиба механизм сдвига увеличивается ширина трещины, а также принцип растяжения в веб-колонны, в результате чего в нижней сдвига потенциала для элемента. Значение осевой деформации при сдвиге потенциала может быть также подразумевает, начиная с разработки правил в коде AASHTO, 11, где продольной деформации является одним из основных факторов для определения сдвига потенциала железобетонная балка.

Бетонные деградации силы или конкретных размягчения сжатия другой член взаимодействия в методе ASFI. Однако, в отличие от осевых деформаций, взаимодействия изгибных деформаций центроидальный аксиально-изгиба модели учтены осевого сдвига модель, в силу ухудшения взаимодействия, конкретные размягчения сжатия осевого сдвига модели учитывается в аксиально-изгиба модели. Иными словами, те же конкретные сжатия учредительных закон рассматривается в обоих осевого изгиба и осевого сдвига моделей.

СВЯЗЬ СОВМЕСТИМОСТИ

Общая доля дрейф колонке Кроме того, общая осевой деформации столбец между двумя частями бывшей получается путем суммирования осевой деформации из-за осевой экса, сдвиг EXS, и на изгиб exf механизмов.

Аксиально-модель дает изгиб осевой напряженность, связанная с осевой и изгиб механизмов, exaf exf, что центроидальный деформации. С другой стороны, осевого сдвига модель дает осевой деформации из-за осевой и поперечной механизмов, exas EXS. Поэтому, чтобы получить бывших в формуле. (1), необходимо извлечь exf в разделе анализа и добавить его к осевой деформации осевого сдвига модели.

Учитывая линейную зависимость между двумя деформации изгиба разделы столбца, как показано на рис. 1, осевые деформации вследствие изгиба между двумя частями exf определяется на основе относительной деформации центроидальный между двумя частями по формуле. (2).

... (2)

где eo1 и ЭО2 являются центроидальный штаммов два последовательных изгиб разделов и L12 расстояние между двумя разделами. Того же уравнения могут применяться также и для упрощенной ASFI метод, при котором две секции в конце-раздел и раздел в точке перегиба колонны. Уравнение (2) практически не дает реальной стоимости по упрощенной методике, не только для сдвига критической колонны, но и для столбцов с изгиба поведения. Прежде чем приносит из главных баров, линейных предположение распределение осевых деформаций между двумя частями как ожидается, будет удовлетворена, так как продольные деформации при линейном государства. После уступая на растяжение, бары, однако, уравнения. (2) дает в основном средний осевых деформаций в пластической зоне колонны, с учетом линейного аксиального распределения деформаций в пластической зоне. Это ожидаемое осевых деформаций должны быть приняты во внимание при осевой сдвига модели. Иными словами, в данном случае осевого сдвига модель оценки сдвига поведение пластической зоны ..

Таким образом, для упрощенной ASFI метод, уравнения. (2) становится

Совместимость осевой деформации выполняется при осевой деформации из-за осевой механизм осевого сдвига exas элемента и осевой деформации из-за осевой механизм осевого изгиба элемента exaf равны осевой деформации за счет применяется только осевой нагрузки экса.

Принимая во внимание раздел в точке перегиба колонны, где момент равен нулю, осевые деформации из-за осевой экс механизм просто получить на основе формулы. (5)

... (5)

где Ei равно секущий модуль волоконно я, стали или бетона, в волокна модели; Ай равна площади поперечного сечения волокна я и P равна приложенной осевой нагрузки. Чтобы удовлетворить условию совместности в формуле. (4), идентичные бетона и стали составной законы следует рассматривать в осевой сдвига и аксиально-прогиб моделей, а также в формуле. (5). Иными словами, если в любое шаге нагружения, сдвига и изгиба компоненты удаляются из столбцов, то осевого сдвига модель аксиально-изгиба модели и формулы. (5) должны давать одинаковые осевой деформации из-за применяемых осевой нагрузки.

РАВНОВЕСИЕ СВЯЗЬ

Условия равновесия, в методе ASFI, удовлетворяются в среднем поле напряженно-деформированного. Во-первых, момент и осевая нагрузка аксиально-изгиба модели превращаются в изгибе сдвига тс стресса и напряжения осевого так. Таким образом, напряжение сдвига аксиально-изгиба модели TF определяется формулой. (6)

... (6)

где М1 и М2, равный момент, пунктами 1 и 2, L12 равна расстоянию между двумя частями подпоследовательность вдоль колонны, B равна ширине разреза, и д равна глубине изгиба раздела; д = H до конкретных растяжение трещины из-за изгиба, после того, д = д, где H равна глубине участка, и г равна эффективная глубина разреза. В упрощенном методе ASFI, с тем чтобы рассмотреть вопрос о влиянии пластической зоны и повышение напряжения сдвига за счет уменьшения изгибных уровня руку в конце раздела, DF является уменьшение Д = EST на ESY для объявления в EST = 2e си, линейно , где а = 0,9, что является фактором приближения уровня руку, связано с глубиной разреза, EST равно растяжения в экстремальных слой из продольных балок, и ESY равна доходности деформации основных баров.

Напряжения сдвига в осевом сдвига ц модели просто определяется формулой. (7)

... (7)

где V равно применяются боковые нагрузки, B равна ширине разреза, и Д. С. равна сдвига глубина разреза; дз = H до конкретных растяжение трещины из-за изгиба, а затем дз = D, где H равна глубине в разделе , г равна эффективная глубина разреза.

Анализ по ASFI method9 показали, что даже постоянной глубины дз = H и д = D, дает разумные результаты испытаний колонн. Для улучшения предварительного максимальной чувствительности и жесткости боковой нагрузки, однако, текущие изменения могли бы быть рассмотрены. Консервативную оценку по разработке цели могут быть достигнуты путем рассмотрения дз = д = d

Равновесие напряжения сдвига выполняется при равных напряжений сдвига в обоих осевого сдвига и аксиально-изгиба модели используются в модели ASFI.

Для обоих аксиально-изгиба и осевого сдвига моделей, нормального напряжения в продольном направлении колонны определяется формулой. (9).

... (9)

где P равна приложенной осевой нагрузки, Аи равна площади поперечного сечения волокна я, H равна глубине участка, и B равна ширине разреза. Нормальные напряжения в направлениях, перпендикулярных к оси колонки или зажима подчеркивает си, С. З. пренебречь из-за небытие боковых внешних сил вдоль колонки.

Учредительный ЗАКОНЫ

Секущей метод был применен жесткости эффективно MCFT7 для конечно-элементного анализа. Учитывая простоту метода на практике и его применимости для сдвига модели, секущих модулей могут быть применены для бетона и арматуры элементов в методе ASFI также. Учредительный законов и секущих модулей, который был рассмотрен подход ASFI, как для осевого сдвига и аксиально-прогиб моделей, показаны на рис. 2. На рис. 2 (), параметры K и Zm являются удержания параметров. Они могут быть определены на основе имеющихся моделей заключения таких как изменение Кент и Park12 модели напряженно-деформированного отношении конкретных ограничена прямоугольной обручи стали, как и уравнение. (11)

... (11)

где ''равна ширине бетонного ядра измеряется с внешней стороны периферической обруч, ш равна центра к центру расстояние обруча множеств и e'c равна максимальной деформации бетона на сжатие.

PULL-OUT ЭФФЕКТ

В дополнение к сдвига и прогибы, скольжение стальных стержней при растяжении напряжение на участке, прилегающих к участку с большей толщины следует рассматривать в общей деформации железобетонных элементов. Как показано на рис. 3, Есть два деформации компонентов, замена и осевых деформаций, которые вносят вклад в общую производительность колонны. Выдвижной элемент рассматривается как весной в серии с пружинами изгиба и сдвига механизмов. Вывода model13 и скольжения-деформированное отношение стальной арматуры подвергаются растягивающие напряжения, применяемых в аналитическом процессе, показаны на рис. 3.

Для учета эффекта от обрыва, центроидальный деформации из-за вывода epul должны быть добавлены к общей осевой деформации колонны. Общей боковой дрейф столбца вычисляется как суммирование общей деформации сдвига, изгиба коэффициент сноса и вывода вращения

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА РАССМОТРЕНИЕ В упрощенном ASFI МЕТОД

Упрощенный ASFI метод состоит только из одного осевого сдвига модели и один осевой изгиб моделью для всего столбца. Таким образом, размерный эффект должен быть рассмотрен подход. Размер влияние на сдвиг проблемы были изучены многие authors14-16 в последние годы. Исследования Kani14 указал, что в глубине пучка увеличивается, в связи с тем сдвига уменьшается. Это связано с увеличением ширины трещин сдвига в точке над главным подкрепление, когда глубина пучка увеличивается. Важнейшим следствием широкой трещины, является сокращение остаточного растяжения stresses.15 Тем не менее, размерный эффект исчезает при пучков без стремян содержат хорошо распределенных продольных reinforcement.16 Размер эффект сдвига проблем в MCFT рассматривается на основе трещины интервал 16, в котором также рассматривается по упрощенной ASFI методом осевого сдвига модели для таких задач.

Рассмотреть нелинейных изгибных деформаций вдоль колонны, особенно для элементов с изгиба поведения, нелинейного распределения кривизны вдоль элемента рассматривается в аксиально-изгиба модели. В таких колонн, сдвиг произошел сбой в пластической зоне элемента после изгиба поведения. Поэтому для этого типа поведения, средняя осевой деформации из-за изгиба пластической зоне должны быть приняты во внимание при осевой сдвига модели. Как объяснялось выше, это соображение просто удовлетворяет уравнению. (3). Для сдвига критической проблемой, деформации изгиба на заранее приносит или линейных государства. Таким образом, уравнение. (3) дает среднее осевой деформации вследствие изгиба по длине колонки между точкой перегиба и в конце раздела.

ОСЕВЫЕ МЕТОДОЛОГИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДЕФОРМАЦИИ

Как упоминалось ранее, осевой деформации из-за изгиба, полученных от аксиально-изгиба модели уравнения. (2) или (3), должны быть приняты во внимание при осевой сдвига модели. Это может быть сделано лишь на основе гибкости отношений, добавляя гибкости компонента осевой деформации вследствие изгиба в соответствующий компонент гибкость осевого сдвига модели. Гибкость компонент для осевой деформации из-за изгиба fxf можно получить уравнение. (12).

... (12)

где, равно применяются осевые напряжения колонки. В случае пучков, в которых осевая нагрузка может быть равно нулю. Чтобы избежать производства неопределенное значение в процессе анализа, достаточно мала значение следует рассматривать как так, однако, стоимость не должна быть изменена в процессе вычислений. Напряженно-деформированного отношений с точки зрения гибкости матрицы могут быть рассмотрены для осевого сдвига модели

... (13)

где FIJ (т = 1, 2, 3) равна гибкости компоненты аксиального сдвига модели, Ех, Еу, и. полноценном среднем штаммов и Sx, Sy, Т. С. равные средние напряжения. Осевой деформации вследствие изгиба exf можно просто учитывать для осевого сдвига модели, добавляя гибкости компонентов получены из уравнения. (12) в уравнение. (13). Учитывая оси х, как главной оси колонны, напряжение в направлении х принимается равной применяются осевые нагрузки = SX так. Стресс в у-направлении считается нулю, си = 0, в связи с неотъемлемость от боковых внешних сил вдоль колонки. Следовательно

... (14)

где (экс EXS) равна осевой деформации осевого сдвига модели, с учетом совместимости, exas = экса.

ОБНОВЛЕНО СЖАТИЯ ПОЛЕВОЙ ТЕОРИИ

Shear механизм метода ASFI формируется на основе MCFT.6 Это подходящее перемещения оценка, основанная на подход к прогнозированию нагрузки и деформации, ответ железобетонных элементов мембраны подвергаются касательных и нормальных напряжений. MCFT существенно размытым вращающейся трещины модели. Она включает в себя сжатие увлажняющее действие, последствия напряженности жесткости, а трещина условия рассмотрения. MCFT на основе ориентации основного среднего напряжения в элементе, ведущих к расчету основных среднего напряжений в бетоне с помощью конкретных учредительных отношений. Преобразование среднем конкретных главных напряжений в глобальной оси координат и добавляя в среднем бар стали подчеркивает дает общее среднее напряжения в элементе. Есть две проверки в процессе расчета, связанных с трещиной зон. Во-первых, обеспечить, чтобы напряжение в бетоне может быть передана через трещины. Вторая заключается в обеспечении того касательное напряжение на поверхности трещины не превышает максимальное сопротивление сдвигу при условии совокупным блокировки.

ПРОЦЕСС анализа в ASFI МЕТОД

В методе ASFI только осевого изгиба модели связаны со структурными ввода данных, таких как свойства материала и геометрия колонки. Позднее исходных данных для осевого сдвига модели определяется на основе преобразованных напряжений и деформаций, полученных от осевого изгиба компонентов модели. Таким образом, ожидается, что метод ASFI может быть продлен до трех-мерного анализа и для различных типов раздела.

При этом, чем аналитический процесс упрощенный метод ASFI объясняется на основе перемещения метода для двумерных задач.

Для железобетонная колонна в двух измерениях, волокна модель может быть введен с двумя переменными кривизны F и осевых деформаций ео. Идеализация волокна модели, напряжения и силы связей представлены на рис. 4.

Первый шаг заключается в настройке и создать столбец матрицы жесткости волокна модель аксиально-изгиба модели. Учитывая начальное значение кривизны / и применяются осевые нагрузки P, центроидальный ео деформации и т конце момент определяются уравнениями предоставляется на рис. 4. Тогда осевой деформации из-за осевой экс механизма в точке перегиба получается формула. (5). Следовательно, осевой деформации вследствие изгиба и сдвига exf тс стресс может быть вычислена по формуле. (3) и (6), соответственно, с учетом M1 = т, М2 = 0, и L12 = Линь.

... (15)

где Лин равна расстоянию от конца раздела точки перегиба колонны. Затем применяется осевое напряжение так и гибкость компонента осевой деформации определяется на основе формулы. (9) и (12), соответственно. Прочность и жесткость дрейфа соотношения могут быть получены на основе распределения кривизны на рис. 4 формулой. (16)

... (16)

где г равно дрейфа х равна расстоянию переменной от точки перегиба, а / равна кривизны функции х Следующим шагом является вычисление вывода деформации и вывода жесткости Kpul уравнениями предоставляется на рис. 3 и уравнения. (17)

... (17)

Используя гибкость MCFT6 матрица, уравнение. (13) получается. Тогда изменение гибкости матрицы могут быть определены формулой. (14).

После этого сдвига жесткости пружины Ks вычисляется на основе сдвига ц напряжений и деформаций. Ы и получить из решения уравнения. (14)

... (18)

Таким образом, общая жесткость К. соответствующий общий коэффициент дрейфа. определяется как

... (19)

Вычислительного процесса метода ASFI приводится в приложении, а на рис. 5 для железобетонная колонна, принимая во внимание один конец-секции и один осевой сдвига модели.

В методе ASFI, движение точки перегиба можно считать, создав большое количество секций изгиба вдоль колонки. В этом исследовании, однако, упрощенный метод ASFI, точка перегиба рассматривается в середине высоты колонны. Движение точки перегиба в упрощенном методе ASFI могут быть рассмотрены получения эффективных длина колонны, 9 по жесткости и вращения двух секций конца.

Числовой пример, описывающий процесс анализа упрощенный метод ASFI, приведен в Приложении B, путем оценки нагрузки деформационного отклика в колонке образца, № 16 в таблице 1.

Насколько эффективна ASFI метод?

Для оценки эффективности осевого сдвига изгиба взаимодействия структурных ответ железобетонная колонна экземпляр № 12 в таблице 1 оценивается на основе четырех различных анализов. Во-первых, путем применения только осевого изгиба модели или модели волокна, перемещение основе анализа был реализован для образца. Тогда, только осевой сдвига модели метода ASFI была использована для получения ответа сдвига образца по той же истории перемещения. После этого был проведен анализ для столбца по упрощенной ASFI метод, основанный на процесс, описанный в этой статье. И, наконец, похож на метод ASFI, осевого сдвига модели и аксиально-изгиба модели были связаны, как источники в серии, однако без какого-либо взаимодействия осевой деформации и деградации конкретных сил. Тогда перемещение основе реакции образца, полученного методом.

Результаты, полученные в вышеупомянутых четырех методов получены и на рис. 6. Рис 6 () показывает сравнение между результатами метода ASFI и индивидуальных результатов сдвига и изгиба анализов. Хотя рис. 6 (б) иллюстрирует результаты упрощенный метод ASFI и метод без осевой взаимодействия деформации и деградации конкретных сил. Оба сравнения показывают, что взаимодействие axialshear изгиб оказывает существенное влияние на структурные ответе, и основной задачей при проведении анализа.

Верификация модели

Серия апробированные ранее железобетонных колонн были проанализированы с использованием упрощенной ASFI метода. Кроме того, чтобы проверить применимость модели для железобетонных элементов с различными характеристиками, колонки и пучка образцов, испытания и другими авторами, были отобраны и оценены разработанного метода. Геометрии и свойств материала для всех образцов приведены в таблице 1.

В этом разделе более подробной информации о аналитических и экспериментальных результатов описаны для образцов № 12, 14, 15, 16, RCF-L, и RCF-R. Для остальных образцов, только общее сравнение тестовых данных и анализа изображений.

Образцы № 12, 14, 15, 16, RCF-L, и RCF-R были загружены с боков при статическом циклические нагрузки однонаправленной наоборот. В течение первых четырех образцов, осевые нагрузки были одинаковы и постоянны. Образцы RCF-L и R RCF-две колонны один отсека рама с жесткой верхней и нижней статьи, при различных осевых нагрузок, связанных с прикладной боковые нагрузки. Колонке образцы масштабируется до 1 / 3 от фактической столбцов, представляющих колонны находится в середине кадра на первом этаже здания с умеренной высоты. Дальнейшие экспериментальные и аналитические результаты описаны столбцы в кандидатской диссертации Mostafaei.9 экспериментальные результаты первых четырех колонн по сравнению с результатами испытаний колонн с разными гистерезисных моделей загрузки не выявила значительное влияние на колонке реагирования в связи с различными боковой загрузкой patterns.17 Таким образом, для анализа по упрощенной ASFI метод, который основан на монотонной картины погрузки, гистерезисных эффектов модель нагрузки пренебречь образцов ..

Три образца, № 12, 14 и 15 имеют почти такие же характеристики, за исключением боковых отношения подкрепления. Колонка № 12 имеет самый низкий коэффициент бокового стали и ожидается, что неудачу в сдвига. Экземпляр № 15, однако, рассчитана на изгиб ответ с высокой степенью обруч. Колонка № 14, как ожидается, выполнять положение между двух предыдущих столбцов, изгиб сдвига провала. Колонка № 16 меньше по сравнению с другими тремя колоннами, и ожидается, что неудачу в режиме сдвига-сжатия. Оба конца колонны считались момент устойчивые соединения с нулевым ротации. Учитывая симметричного состояния образцов, половина высоты колонны ", от точки перегиба до одного конца, моделируется в анализе по упрощенной методике ASFI. Перемещение основе анализа был реализован в соответствии с новым аналитического подхода. В результате дрейфа коэффициент-боковой нагрузки и дрейф отношение осевой деформации отношений в течение первых четырех столбцов были оценены и сопоставлены данные испытаний на рис. 7 и 8, в результате последовательной корреляции ..

В анализе, рассмотреть вопрос о потере устойчивости или скольжения сжатия баров, сжатие сильных сторон продольных балок, начала деградировать, когда сила неограниченном покрова конкретные волокна составил около 30% от максимальной прочности бетона. После этого они были линейно отказался, связанных с наклоном после пика только процессоры конкретные жесткости сжатия. Потому что в упрощенный способ ASFI, три модели обрыва, осевого сдвига и аксиально-изгиб считаются три источники в серии с применением метода хорд жесткости, важно рассмотреть вопрос о пластиковых смещение три пружины на пост- пик государств. Таким образом, жесткость вывода Kpul в формуле. (19) должна быть постоянной для ответа после пика. Кроме того, вклад осевого сдвига жесткости Ks в формуле. (19) и сжатия размягчения фактор 2 (а) в анализе рассматриваются до тех пор, их значения начала расти. На этом этапе, Ks и Иными словами на данном этапе, осевой жесткости изгиба, Kf в формуле.

(19), становится главной переменной в анализе. В процессе вычислений, осевые невыполнение или тяжести распада определяется как этап, что равновесие в вертикальном направлении в разделе анализа не могут быть удовлетворены больше Под действием осевой нагрузки. Именно тогда, рассматривая равновесие применяются осевые нагрузки, колонны достигают полной потере несущей способности боковой ..

Экспериментальные результаты для образца № 14 с сдвига изгиба провал показывает 20% падения боковых сил от 0,012 до 0,018 соотношения дрейфа, как показано на рис. 7 (с). Это может быть связано с разрушения сцепления продольных стальных стержней, которые наблюдаются в тестовую эксплуатацию. Таким образом, аналитический подход, должна быть улучшена для рассмотрения связей механизма провал.

Колонка Образцы RCF-L и RCF-R загружены в один отсек-каркасной системы. Учитывая боковой загрузкой в положительном направлении, как показано на рис. 9 (б), образцами RCF-L подвергается снижению переменным осевой нагрузки и образцами RCF-R подвергается переменным увеличением осевой нагрузки. Таким образом, различные ответы, как ожидается, на две колонны. Предполагая, идентичные отношение дрейфа две колонны каркаса на каждом шаге нагружения, из-за жесткой статьи, перемещение основе реакции две колонны были получены упрощенный метод ASFI, индивидуально. Тогда соотношение дрейфа-поперечной отношения кадр был определен с помощью наложения двух индивидуальных ответов. Аналитические и экспериментальные результаты для отдельных столбцов и рамы, и по сравнению изображен на рис. 9, что привело к разумные соглашения. Чтобы применить метод ASFI для дальнейшей оценки реакции сдвига критической колоннами, две колонны, образцы A1 и B1, 18 были отобраны. Оба экземпляра были очень низкие уровни обруч со значительным высокой осевой коэффициент нагрузки.

Используя анализ, приемлемого соотношения были получены для обеих колонок между анализом и тестовых данных, как показано на рис. 10 ..

Целом сравнение ответ получены для ряда отдельных столбцов, опробованный другими авторами. Каждая колонна была специфика по сравнению с другими. Среди всех образцов U619 был крупным конечной отношение дрейф примерно в 10%. Для оценки применимости упрощенных ASFI метод, учитывающий размер эффекта, три полномасштабных колонны, № 2CLH18, № 3CLH18, 20 и № 221 были отобраны с совершенно разных спектакля. Экземпляр № 2CLH18 была доминирующей в то время как поведение изгиба Нету 3CLH18 выступал в качестве сдвига критической колонки. Образца № 2 было крупнейшим применяется коэффициент осевой нагрузки примерно на 60%, по сравнению с другими образцами. Экземпляр № N18M22 другая сдвига критической колонки с очень низким обруч отношения с той же геометрии, как и у первого из трех столбцов.

Железобетонная колонна моста, TP-30, 23 было также проанализировано, которые изгиба ответ. Наконец, для проверки предложенной модели для балок, образца с нулевым осевой нагрузки № 124 была смоделирована по упрощенной методике ASFI, и результаты были сопоставлены с тестовыми данными. Аналитические и экспериментальные результаты для выбранных столбцов приведены на рис. 11. Для всех образцов, разумного соотношения были достигнуты между аналитических результатов и экспериментальных данных. Таким образом, можно сделать вывод, что упрощенный метод ASFI надлежащего аналитическим инструментом для перемещения оценка, основанная на железобетонных колонн.

ВЫВОДЫ

Новые перемещения основе процесса оценки железобетонных колонн, основанный на сдвиге связи и изгиб механизмов, с учетом взаимодействия осевой деформации и деградации конкретных сил. Осевой деформации взаимодействие развивается, используя три компоненты осевых деформаций; осевой деформации из-за осевой нагрузки, осевые напряженность, связанная с механизмом сдвига и осевых деформаций индуцированных изгиб механизма. Новые перемещения оценка, основанная на подходе была проверена достижения последовательной взаимосвязи между аналитических результатов и экспериментальных результатов для ряда железобетонных колонн.

* Приложения доступны на сайте <a target="_blank" href="http://www.concrete.org" rel="nofollow"> www.concrete.org </ A> в формате PDF в качестве дополнения к опубликованному бумаги. Они также доступны в печатном виде в штаб-квартире ACI за плату, равную стоимости воспроизводства плюс управляемость на момент запроса.

Ссылки

1. Риттер, W., "Die Bauweise Hennebique", Schweizerische Bbauzeitung, В. 33, № 7, 1899, с. 59-61.

2. Морша Е., "Der Eisenbetonbau-Сена Theorie унд Anwendung", 5th Edition, том 1, часть 1, Виттвер, Штутгарт, Германия, 1922, 460 с.

3. Schlaich, J.; Шафер И., Jennewein, М., "На пути соответствии Дизайн Железобетона" Журнал предварительно напряженного железобетона институт, V. 32, № 3, 1987, с. 74-150.

4. Аракава, T., "Допустимые группы касательное напряжение и дизайн Метод поперечной арматуры для железобетонных балок," Бетон Journal, V. 8, № 7, 1970, с. 11-20. (На японском)

5. Коллинз, член парламента, и Митчелл, Д. ", Shear и торсионные Дизайн предварительно напряженных и без предварительного напряжения бетона Балки" Журнал предварительно напряженного железобетона институт, V. 25, № 5, 1980, с. 32-100.

6. Vecchio, FJ, Коллинз, депутаты ", модифицированной теории сжатия поля для железобетонных элементов, подвергнутых сдвига", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 83, № 2, март-апрель 1986, с. 219-231.

7. Vecchio, FJ, "Нелинейные Анализ методом конечных элементов железобетонных Мембраны", ACI Структурные Journal, В. 86, № 1, январь-февраль 1989, с. 26-35.

8. Vecchio, FJ, и Коллинз, М., "Прогнозирование Ответ железобетонных балок, сдвига с использованием модифицированных Теория сжатия поле" ACI Структурные Journal, В. 85, № 3, май-июнь 1988, с. 258-268.

9. Mostafaei, H., "аксиально-Shear-изгиб Взаимодействие подход для перемещения оценка, основанная на железобетонных элементов", кандидатскую диссертацию, Инженерный факультет, Арчитраве Департамента, Токийский университет, Токио, Япония, 2006, 255 с.

10. Mostafaei, H., и Kabeyasawa, T., "Простой подход к перемещению основе оценки RC Колонны," Первый Нис / Оборона семинар по Свернуть моделирование железобетонных строительных конструкций, Калифорнийский университет в Беркли, Беркли, Калифорния, Июль 2005, с. 47-63.

11. AASHTO ", AASHTO LRFD мост проектной документации и комментарии", 2-е издание, Американская ассоциация государство шоссе Транспорт должностных лиц, Вашингтон, DC, 2000, 1901 с.

12. Парк, R.; Пристли, MJN и Джилл, WD ", пластичность площади замкнутых железобетонные колонны," Журнал структурной отдела ASCE, В. 108, № 4, 1982, с. 929-950.

13. Окамура, H., и Maekawa, К., нелинейный анализ и Учредительный Модели из железобетона, Gihodo Shuppan Лтд, 1991, 182 с.

14. Кани, GNJ "Как пригодная для наших крупных железобетонных балок"? ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 64, № 3, март 1967, с. 121-141.

15. Бажант, ZP, а Ким, J.-K., "Размер эффекта в Shear Отказ продольно Железобетонная балка," ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 81, № 5, сентябрь-октябрь 1984, с. 456-468

16. Коллинз, член парламента, и Кучма, Д. "Как пригодная для нашей большой, слегка железобетонных балок, плит, а также Фундамент"? ACI Структурные Journal, V. 96, № 4, июль-август 1999, с. 482-490.

17. Ousalem, H.; Kabeyasawa, T.; Tasai, A.; и Ивамото, J., "Влияние гистерезисных Восстановление на латеральной и аксиальной Мощности железобетонных колонн," Труды Института Японии бетона, V. 25, No 2, 2003, с. 367-372.

18. Коидзуми, H., "Исследование нового метода лист Укрепление предупреждении осевой Крах RC Столбцы во время землетрясений", диссертации магистра, Инженерный факультет, Арчитраве Департамента, Токийский университет, Токио, Япония, 2000, 94 с. ( на японском языке)

19. Saatcioglu М., Ozcebe, Г., "Отклик железобетонных колонн для имитации сейсмических нагрузок", ACI Структурные Journal, В. 86, № 1, январь-февраль 1989, с. 3-12.

20. Линн, AC; Мол, JP; Махин, SA, и Холмс, WT, "Сейсмическая оценка существующих железобетонных колонн строительство" Землетрясение Spectra, V. 12, № 4, 1996, с. 715-739.

21. Сезен, H., "Оценка и тестирование существующих железобетонных колонн," Доклад CE 299, Департамент гражданской и экологической инженерии, Университет Калифорнии в Беркли, Беркли, Калифорния, 2000, 324 с.

22. Накамура, T., и Иосимура, М., "Гравитация Крах железобетонных колонн с Режимы хрупкому разрушению," Журнал азиатских архитектурно-строительная техника, т. 1, № 1, 2002, с. 21-27.

23. Нагая, К., и Кавасима, К., "Влияние пропорции и продольному диаметру Усиление по сейсмическим Выполнение железобетонные колонны моста, Доклад № TIT / EERG 01, Токийского технологического института, Токио, Япония, 2001, 14 с.

24. Umemura, H.; Аояма, H.; и Ногучи, H., "Экспериментальные исследования железобетонных членов и композитных стальных и железобетонных Участники", т. 2, Инженерный факультет, Факультет Архитектуры, Токийский университет, Токио, Япония, 1977, с. 113-130.

Хосейн Mostafaei является аспирант Университета Токио, Токио, Япония. Его исследовательские интересы включают сейсмической оценки и модернизация железобетонных колонн, балок и shearwalls, а также заполнения кладки стен.

Тосими Kabeyasawa является профессором Института исследований землетрясений, Токийский университет. Его исследовательские интересы включают железобетонных конструкций, сейсмической оценки производительности, модернизация уже существующих структур, и структурной динамики.