Сталь фибробетона Консоли: Экспериментальное поведение и Shear Прогнозирование прочности

В настоящей работе экспериментальные исследования представлены в отношении поведения изгиб и кронштейнов в виде простого и фибробетона и в присутствии стальной арматуры. Данное исследование рассматривает влияние типа конкретных классов (обычный и высокопрочных бетонов), волокна процент и механизм и процент стальной арматуры на изгиб поведение кронштейнов. Результаты с точки зрения нагрузки отклонения кривых и трещины модели показывают эффективность использования волокнистых железобетонных кронштейнов, а также в присутствии стремена обеспечения достаточной прочности и деформации потенциала в железобетонных выступов. Таким образом, упрощенная аналитическая модель предлагается рассчитать прочность на сдвиг волокнистых железобетонных кронштейнов, а также в присутствии стремена. Предлагается выражение для расчета прочности на сдвиг затем сравнивается с другими выражения в литературе. Наконец, экспериментальные результаты, полученные с точки зрения несущей способности и имеющихся в литературе, по сравнению с результатами, полученными с помощью предлагаемой модели и с существующими аналитическими выражениями настоящее время в литературе показывает хорошее совпадение ..

Ключевые слова: кронштейны, железобетонные; прочность на сдвиг; стальных волокон; стремена.

(ProQuest: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Консоли являются конструктивные элементы, очень широко используется в железобетонных конструкциях, и особенно в сборных структурах, где их основная функция заключается в передаче вертикальных и горизонтальных сил основных участников.

Консоли являются конструктивными элементами, характеризуется сдвига службы углубленного отношение (/ ч), как правило ниже, чем единство и подвергнут сосредоточенных сил, как и в поддержку зон. По этим причинам они являются принимающими зон статических и геометрических разрывов (хорошо известный в литературе как D-регионы) и гипотезы предполагается, для членов при изгибе, что сечения остаются плоскими после деформации не действует в данном случае.

Многие исследования в пособия1-6 решаются экспериментально и аналитически определить прочность таких элементов при воздействии на вертикальные и горизонтальные силы и подчеркнув роль параметров, которые влияют на производительность и кронштейнов в том числе формы и размеры кронштейнов, тип главного и среднего подкрепления стали, наличие и тип волокон, а прочность бетона.

Она широко показали, что для повышения прочности и улучшения пластичности и кронштейнов, необходимо увеличить процент поперечной стальной (как правило, представляют собой горизонтальные или наклонные стремена баров) или включить или частично заменить второй подкрепления стали сдвига с помощью армированного волокном бетона (FRC) .1,4 Эти исследования также подчеркивают, использование волокна в производстве значительного увеличения несущей способности и пластичности и кронштейнов.

В следующих разделах, экспериментальные исследования представлены и обсуждены в отношении поведения изгиба железобетонных литые кронштейны с простым бетона или фибробетона с крючковатым волокон стали. После короткой записке о код рецепты и аналитические выражения в литературе по прочности на сдвиг и кронштейнов, механические модели. Нет размерных эффектов и напряженности жесткости эффектов, важных в полном масштабе членов, считаются.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Цель настоящего исследования является изучение поведения изгиб волокнистых армированных кронштейнов бетона и предложить простые аналитические выражения для определения их несущей способности, в то же время с учетом сдвига вклад за счет стальной арматурой и волокон. Для поддержки этого исследования, экспериментальные исследования на изгиб поведение нормальных и высокопрочных волокнистых железобетонных кронштейнов в присутствии основного и дополнительного подкрепления стали не проводилось. Механические модели, основанной на ферме аналогии предложены и апробированы на экспериментальных данных, полученных в ней, и в отношении данных, имеющихся в литературе.

Экспериментальная программа

В центре внимания экспериментальные исследования на изгиб поведения железобетонных кронштейнов подвергаются монотонной вертикальной нагрузки. Нагрузки принятой схеме на рис. 1. Эта схема, которая уже широко использованы в литературе, составляет 3,4 балку и короткие вертикальные колонки.

Образцы были исследованы в перевернутом положении использованием 4000 кН (899280 фунтов) создание испытательной машины и нагрузки P был применен в верхней части колонки. Кронштейны были поддержаны на одной стороне с одной движущейся стальной шарнир, в то время как на другой стороне были поддержаны на стальной шарнир позволяет свободное вращение, но не в состоянии двигаться по горизонтали (см. рис 1). Нагрузка была применена на расстоянии от колонны лицо и был подвергнут силы реакции P / 2.

Медленной скорости перемещения 0,5 мм / мин (0,019 дюйма / мин) был принят, поскольку он позволил захвата нисходящей ветви ответ кронштейнов.

В верхней части колонны, шаровой шарнир была позиционирована в погрузке и вращения во время тестирования. Результаты приведены в следующем разделе, с точки зрения нагрузки на corbeldeflection (P/2-

Образцы

Тридцать четыре кронштейнов, имеющих геометрии и стальной арматуры договоренностей на рис 1, были рассмотрены в данном исследовании. Из них 10 кронштейнов были объектом экспериментального исследования и др. Кампионе al.6 в то время как 24 были подготовлены для проведения испытаний в прогиб в текущем расследования. Каждая консоль состоит из горизонтального луча и короткие вертикальные колонки. Все стальные прутья были деформированы.

В частности, продольных балок (основной полосы), имеющие площадь As, состояли из деформированных бары с диаметром (0,39 дюйма). Главная баров были согнуты заканчивается связи длиной, равной эффективной глубины кронштейнов.

Некоторые кронштейнов были усилены четыре горизонтальных хомутов диаметром Колонке сегменте была усилена четыре деформированных штангами 10 мм (0,393 дюйма) диаметра и стремена с 6 мм (0,23 дюйма) диаметра находиться на шаг 100 мм (3,93 дюйма).

34 кронштейнов были подготовлены два различных видов бетона: Matrix я с сжимающие прочности бетона на 28 дней около 50 МПа (7264 фунтов на квадратный дюйм), которые ранее изучали авторы, 6 и Matrix II с сжимающие прочности бетона на 28 дней около 80 МПа (11379 фунтов на квадратный дюйм). Десять образцов были брошены с матричными я и 24 было подано Matrix II. Консоли были отлиты по горизонтали и бетона вибрации в течение 1 минуты на ручку иглы вибратора. В ходе кастинга, без разделения шаров волокон не наблюдалось. После заливки образцов были вылечены в течение 28 дней во влажной комнате поддерживается при постоянной температуре 20 ° C (68 ° F) и влажности 80%. Образцы, два для каждой серии расследование, были сделаны из простых и фибробетона и железобетона с основными баров и без стремян горизонтальной как в присутствии и в отсутствие белков.

Кроме того, конкретные цилиндров (три для каждой серии исследованных), имеющих размеры 100 х 200 мм (3,93 х 7,87 дюйма) были брошены на выполнение одноосного сжатия, так и косвенные разделить испытания на растяжение. Цилиндрические образцы покрытые серой шапки.

В случае FRC, крючковатым волокон стали, длина 30 мм (1,181 дюйма), диаметром 0,5 мм (0,019 дюйма), а средняя прочность на растяжение 1115 МПа (161,717.08 фунтов на квадратный дюйм), были использованы в процентах В. Ф. = 0,5% и 1% по объему соответствует 40 и 80 кг/м3 (2,49 и 4,99 lb/ft3) волокон.

Подробная информация о пакете арматуры и процент волокна, используемого для производства различных кронштейнов приведены в таблице 1, то в каких? Ы и? Й указать геометрические соотношения основных и средних баров, соответственно; Ъ базы и кронштейнов; ч высоте и р шаг хомутов. Следует отметить, что механическое коэффициенты рассчитываются в соответствии с сжатие цилиндрических прочность бетона е '^ с ^ к югу и приносит финансовый стресс основных баров экспериментально.

Материал характеристики

Средней и высокой прочности бетона были использованы. Матрица я имел следующий состав в кг/м3 (или с помощью коэффициента пересчета 0,062 в lb/ft3): 1050 из природного гравия толщиной 10 мм (0,39 дюйма) максимальный размер 850 из песка, 400 портландцемента типа 42,5 МПа (ASTM тип I) и 200 воды. Для Matrix II, те же пропорции, как Матрица я был использован, но 160 из воды вместо 200 и пуццолановых порошка с размером зерна 0,1 мкм в виде процента от 10% от массы цемента содержимое также используется. Эффект от использования 10 мм (0,39 дюйма) гравий в 160 мм (6,29 дюйма) кронштейнов по сравнению с более типичных 20 мм (0,78 дюйма) максимальный размер и более кронштейнов было признано приемлемым, потому что масштабы соотношение было не велико.

Баллоны с размерами 100 х 200 мм (3,93 х 7,87 дюйма) были использованы для проведения испытаний и штаммы measured7 по расчетной длиной 100 мм (3,93 дюйма). Результаты испытаний показали, что при адекватном объеме стальных волокон (VF = 1%) был добавлен в бетон, значительное улучшение наблюдалось пластичность, но максимальное отклонение силы было незначительным. Аналогичные замечания были сделаны authors8 ссылкой на Матрица I.

Дополнительные преимущества при использовании волокна наблюдается по косвенным испытания на растяжение (расщепление испытаний цилиндров 100 х 200 мм [3,93 х 7,87 дюйма]): белки улучшить максимальной прочностью на растяжение и соответствующее напряжение, а также дал очень пластичного postpeak поведение характеризуется высокими значениями остаточной прочности.

Таблица 2 дает максимальную прочность на сжатие е '^ с ^ к югу, соответствующие деформации ^ в размягчения отрасли. Кроме того, в этой же таблице заданной максимальной прочности расщепления е '^ ^ т к югу и остаточной прочности е ^ ^ к югу RSP, измеренные до обычных смещение, равное 3 мм (0,11 дюйма). Значениями вычисляются как средние значения со ссылкой на три испытания образцов для каждой серии исследовали.

Тесты на части стальной арматуры использовались проводились на стальной прокат, но для краткости их напряженно-деформированного кривые не приводятся в настоящем документе. Испытания, проведенные дал среднем сильные выход 445, 488 и 570 МПа (63300, 69416 и 81081 фунтов на квадратный дюйм), а средний конечной сильные стороны 627, 601 или 654 МПа (89189, 85490 и 93029 фунтов на квадратный дюйм) на 6, 10 и 16 мм (0,23, 0,39 и 0,62 дюйма) баров, соответственно.

Испытательная установка

Испытательная машина с грузоподъемностью 4000 кН (899280 фунтов) было использовано для выполнения изгиб. Машина работает в контролируемом режиме перемещения с медленной скорости перемещения 0,5 мм / мин (0,019 дюйма / мин). Нагрузки Схема, принятая в том, что показано на рис. 1. Консоли испытания были поддержаны симметрично два стальных петель к верхней неподвижной части машины для испытания. Схема, принятая нагрузки позволяет кронштейн подвергаться сдвига постоянной величиной и изгибающего момента линейная зависимость. Нет тензодатчиков были применены к главному и стальной прокат, и в следующих разделах уступая основных баров предполагалось, для целей расчета сильные кронштейнов.

Соотношение между сдвига промежуток времени (= 130 мм [5,11 дюйма]), а общая высота (Н = 140 мм [5,51 дюйма]) пучка была 0,928 для образцов Матрица я и 0,785 для образцов Matrix II ( с = 110 мм [4,33 дюйма] и Н = 140 мм [5,51 дюйма]). В обоих случаях ссылаются на а / д

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В этом разделе изгиб на кронштейнах представляются и обсуждаются, хотя нагрузки отклонения кривых и таблицы с указанием максимума и предельные значения нагрузки и соответствующие отклонения. Для каждой серии под следствием, два испытания были проведены. В каждой графе нагрузок для кронштейнов (P / 2) в зависимости от отклонения

Результатов, относящихся к кронштейнов литой с матричными I (объект предыдущем исследовании authors6) рассматриваются в синтетической форме, а результаты литые кронштейны с Matrix II рассматриваются более подробно. Результаты первых представил для кронштейнов Matrix II ссылкой на членов без стальной арматурой, а затем тех, которые касаются кронштейнов литой бетон с простым и содержащий основные продольных балок, и / или горизонтальной стременах и, наконец, результаты по сравнению с кронштейнами с стальной прокат и фибробетона.

Усиленные кронштейны среднего бетон

Прогиба от нагрузки (P/2- 2. Все образцы в виде простого конкретной выставки изгиб ответ характеризуется упруго-линейной поведения до сбоя в внезапной и катастрофической режиме и изгиб кризиса фиксированная часть выступов. Заметное улучшение силы (примерно в три раза и кронштейнов без волокон) отмечается в случае фибробетон с отказом режим по-прежнему при изгибе, но значимые значения остаточной прочности выше, чем предел прочности на кронштейнах без волокон.

В случае кронштейнов с основными бары (2

По мнению авторов, ссылаясь на податливость стали основными можно наблюдать, когда значительные изменения на склоне прогиба от нагрузки кривых наблюдается, но без каких-либо измерений для подтверждения уступок. Ссылаясь на разгром сжатой зоны (бетонные стойки), то можно наблюдать резкое снижение приложенной нагрузки P / 2. На данном этапе, сжатой зоны и стальные прутья образуют, очевидно, стойки и галстук устойчивый механизм.

В обоих случаях (основные бары, бары с основными стремена), однако, отказ связан с формированием стойкой-andtie механизм, в котором дизайн потенциала (первый уступая основных баров, а затем дробления конкретных областей) соблюдаться. Пластичности ресурсы, однако, зависит от ответа на сжатом регионе, повышается за счет присутствия вторичных подкреплений. В случае фибробетон кронштейнов с основными баров составляют 2

Усиленные кронштейны высокопрочного бетона

На рисунке 3 показана нагрузка-смещение кривых кронштейнов с основными стальных стержней (2 Было отмечено, что поведение и кронштейнов с 2

В случае кронштейнов с основными баров составляют 2 В этом случае правила на проектную мощность не соблюдаются. В обоих случаях следует отметить, что добавление волокон в увеличении процента производит шагом начальная жесткость и максимальную прочность и пластичность, в частности. Сравнение кривых показывает, что равный процент волокон производят различные эффекты на железобетонных кронштейнов из-за разной силы матриц и процент области баров использованы.

В случае умеренной процент из продольных балок (2 содержание клетчатки и со значительным значения остаточной прочности в связи с карнизов без волокон. За высокие проценты из продольных балок (2 из стойки.

Процент В. Ф. = 0,5% белков приводит лишь умеренное шагом полной и остаточной прочности, а с В. Ф. = 1% эффекты более очевидным с точки зрения прочности, из-за высокой доли волокон, которые делают стойку менее чувствительны к последствия многоосевое состояние напряжения, что позволяет при стальной арматуры развивать приносит стресс. Рисунок 4 показывает трещины моделей железобетонных кронштейнов с основными баров и без волокон (рис. 4 (а)) и в присутствии главного и второстепенного баров и без волокон (рис. 4 (б)).

В обоих случаях, формирование стойкой и галстук механизм очевидно и характерно снижение и локальных трещин, характеристики высокой прочности бетонных элементов с хрупкой поведения. В случае конкретных кронштейнов усилены основные бары и волокон, замечательный действий по устранению трещин производства волокон показано на рисунке.

Рисунок 5 показывает прогиба от нагрузки кривых кронштейнов с основными стальных стержней (2 Когда волокна настоящее время дальнейшее увеличение максимальной прочности и пластичности наблюдается и максимальное отклонение соответствующего отказа сжатого стойка увеличивает значительно.

Таблица 3 приведены результаты испытаний в условиях максимальной нагрузки P к югу ^ тах и соответствующее перемещение Кроме того, коэффициент пластичности значения Следует отметить, что стоимость Pu предполагается, как максимальная нагрузка, соответствующая 0,85% P ^ югу тах в случае смягчения поведения или уровень нагрузки, для которых резкое и значительное снижение несущей способности не наблюдается, в то время как Следует отметить, что Ру предполагалась нагрузка, соответствующая существенным изменением первоначального тесном склона к максимальной нагрузке.

ПОЛОЖЕНИЯ КОДЕКСА И АНАЛИТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

European7 и American8 рекомендации код рассмотреть кронштейнов и дать четкие указания по оценке прочности на сдвиг этих элементов также введение ограничений на долю арматуры и от геометрии кронштейнов уважения целью присвоения силы хрупких механизмов.

В следующем разделе, код provisions7, 8 от расположения конкретного кронштейнов даны. Некоторые из существующих аналитических выражений в литературе для расчета прочности и кронштейнов со ссылкой на использование стальных стержней (главных и второстепенных) и обычный бетон или стальной прокат и фибробетон, также будут представлены и обсуждены.

Положения Кодекса

При рассмотрении кронштейнов и в зависимости от / ч, 27 Еврокод рекомендует проведение расчета 0.4h = = Н, с помощью простого стойки модели и галстук, если а> ч, расчет в соответствии с пучком теории. Наконец, адекватной модели

Если горизонтальные силы Hd выступает одновременно в вертикальных сил, Vd, его значение должно быть ограничено в зависимости от величины вертикальной силы, чтобы избежать резкого сокращения несущей способности для кронштейнов и предлагает, чтобы предельный Hd H ^ югу Dmax = 0.2Vd .

Кроме того, Еврокод 27 до кронштейнов с Н = 300 мм (11,811 дюйма), площадь горизонтальной основных баров, а должны быть

... (1)

, в котором Дс = BH это область фиксированной части кронштейнов, Ь ширину и ПБ и fyd являются дизайн значения прочности бетона и стали, соответственно.

В дополнение к сокращению расстояния между крекинга и производства размерных эффектов в сжатом стойки, горизонтальные стремена (или наклонной полосы), имеющие площадь Аст выше, чем 0.4As, должны использоваться и распространяться через глубины D. Аналогичные положения приведены в ACI 318-02,8, которые касаются конкретно скошенными кронштейнов, где склонны подкрепления находятся. В частности, вышеупомянутый кодекс предусматривает:

* Минимальная сумма механических процент стальной арматуры выражается через

* Стальной баров распределенных по высоте кронштейны (среднее подкрепления) должны быть не менее 0,5% BD.

Как уже отмечалось, почти все коды дают практические правила дизайна, чтобы избежать хрупкого разрушения обеспечение развития и определить прочность механизма, который обычно происходит в формировании стойкой и галстук устойчивый механизм. Как показано в следующих разделах, европейские и американские коды также предоставить аналитические выражения для сдвига предсказания силы и кронштейнов.

Существующие аналитические модели

Интересные процедуры для расчета прочности на срез скошенными кронштейнов с основными баров, которые предлагаются в ACI 318-02,8 подходит для нормальных и высокая прочность бетона. Эта процедура относится к типичным четыре режима отказа: во-первых, отказ режиме из-за сдвига ограничения, происходящих на границе раздела между колонкой и консоль, и что происходит при очень малых сдвига-пролетный отношений и снижение процентах подкрепления; второе связано с приносит из главных балок; третий происходит тогда, когда механизм разрушения связан с подавлением сжатые области, а в четвертом состоит преждевременного выхода из строя в загруженном разделе. Если последнем случае можно избежать, сдвиговая прочность кронштейнов может быть рассчитана в соответствии с МСА 318-02.8

В следующем, фактор силы снижение 0,85 приведены в МСА 318-028 был заменен 1, сравнивая предельные значения силы. Для кронштейнов испытания в настоящей работе уравнение, предложенное ACI 318-028 касаясь скошенными кронштейнов будут применяться для сравнения, не принимая форму эффект во внимание.

Существует особый интерес в последние модели, предложенной в "Аль Руссо и др., 9, который также позволяет исчисления прочность на сдвиг и кронштейнов в присутствии горизонтальных стремена. В частности, эта модель подходит для A / D = 1 и анализирует только отказов из-за дробления конкретных стойки. В этом случае, прогноз прочность на сдвиг на основе упрощенной стойки и галстук механизм, который учитывает состояние двухосных напряжений в сжатой стойки и считает, что эффективный вклад в стремена. Кроме того, он охватывает широкий круг экспериментальных данных, присутствующих в литературе.

Для оценки прочности на сдвиг, две основные взносы считаются: первый из-за стойки и конкретные вторых из-за стальной арматурой. Принять во внимание снижение стоимости в сжатые из-за стойки двухосные состояние напряжения, Руссо и др. al.9 ввести безразмерные функции интерполяции? выражается в

... (2)

Кроме того, Руссо и др. al.9 предположить, глубина стойки равна глубине нейтральной оси, последний получил упругой анализ фиксированной сечения.

В случае простой или кронштейнов FRC армированного с основными баров для расчета прочности на сдвиг, очень эффективный выражения этих определяется Fattuhi.2, 3 В Fattuhi, 2 аналитические выражения для прочности на сдвиг и кронштейнов носит эмпирический характер, но эффективно выявляет и считает, что вклад различных геометрических и механических факторов, влияющих на прочность на сдвиг из фибробетона кронштейнов, поскольку она была проверена на большое количество экспериментальных данных.

Совсем недавно, по словам модели, представленной Fattuhi, 3 было показано, что можно рассчитать прочность на сдвиг и кронштейнов в FRC с помощью механического подхода, основанного на два разных метода: первый ссылкой на эквивалентную структуру фермы и второй ссылаясь на пучке модели. Фермы модели определяется одной фермы, состоящей из диагональных членов образованного области сжатого бетона и горизонтальной вопросу члены напряженности и имитируя наличие основных и средних стальных стержней. Модель также имеет наличие волокон в счете с помощью силы вклад выражается через косвенные растяжение расщепления бетона. Пучка модель относится внешней нагрузки в конечном итоге изгибающий момент осуществляется фиксированной разделе, и также принимает во внимание наличие бара и волокон. Кроме того, не дюбель действий волокон учтены либо.

Предлагаемая модель

Модель, предложенная здесь, могут быть использованы для определения несущей способности кронштейнов подкрепляется основные и поперечные стальные прутья и в присутствии волокнистого бетона. Оно ссылается на ферме модель (один или несколько), показанная на рис. 6. Фермы структура состоит из двух одной фермы: во-первых, обозначить в следующих качестве основного фермы, состоит из сжатого членов с наклоном в угол и стали основным Как и во-вторых, указанные в следующей качестве вторичного фермы, имеет сжатый члена склонны к Углов а и

Кроме того, фермы связаны жесткими вертикальный элемент, который позволяет распределения внешней нагрузки между двумя фермами в зависимости от их жесткости. В случае фибробетон, наличие волокон рассматривается в обоих ферм в том числе и вертикальных сил сопротивления волокон осуществляется через трещину плоскости (а, Эта сила выражается через остаточной прочности композитных / г (определены в следующих), а также средства от глубины растяжение зоны, в которой равнодействующая остаточных напряжений по прогнозам в сторону и основных и вспомогательных ферм. В обоих случаях равнины и фибробетона кронштейнов, снижение стоимости сжатого стойки за счет государственных двухосных напряжений (размягчения бетона) считается, а также снижение коэффициента, предложенных в literature9 и выразили по формуле. (2).

Следует также отметить, что помимо стальной фибры для бетонных элементов повышает двухосных силы по отношению к обычным бетоном, 10 а потому, что мало экспериментальных данных не используется в настоящем документе предполагается, коэффициент размягчения определяется формулой. (4) для фибробетона. Чтобы определить положение нейтральной оси и определить г (см. рис. 6), как это предлагается в литературе 11 в нейтральное положение оси вытекает из анализа упругого фиксированной разделе.

Чтобы получить в нейтральное положение оси, распределение напряжений на рис. 6 предполагается. С поступательным равновесия, следующие уравнение

... (3)

где хс позиция нейтральной оси и еу расстояние между крайними волокна на сжатие и волокна, при котором максимальная прочность при растяжении в конкретных достигнута.

Его значения могут быть получены путем рассмотрения гипотезы плоского сечения в результате

... (4)

где Ect модуль упругости бетона при напряженности.

Значения хс и еу получаются путем введения формулы. (4) в уравнение. (3) и производить уравнение второй степени на должность нейтральной оси

... (5)

где с расстоянием между центром основные стали и волокна крайней напряженности.

Расстояние между центром сжатой зоны и главной панели могут быть выражены с помощью

... (6)

Растягивающих fctf силы фибробетон может быть принято для умеренным содержанием волокон дает напряжение размягчения поведении материала примерно равна

Ссылаясь на фибробетон консоль, можно включать вклад предлагаемых FRC с помощью остаточных растягивающих пт силы, предполагается, что для постоянной высотой, равной Z1, причем расстояние между наиболее подчеркнул волокна при растяжении бетона и волокна, в которых пиковое напряжение при растяжении fctf достигается в FRC.

Простые геометрические соображения дают

z1 = D-C - еу (7)

В ходе расследования, один из authors11 недавно показал, что выражение остаточного растяжения пт прочности волокон FRC стали можно считать,

... (8)

где Р волокна фактор выражается в F = (vfLf) / D * Значений, принятых для аналогичный аспект соотношения).

Следует отметить, что значение остаточной растяжение пт силы выразили только с точки зрения объема волокна и пропорции и прочностью на сжатие специфичен для стальных волокон. Кроме того, это выражение, 12, который строго связаны с выдвижной сопротивление отдельных волокон, отражает и учитывает ожидаемую длину выдвижной отношение, коэффициент полезного действия ориентации трещины государства, и фактор-группа бедствий, связанных с числом волокон потянув на единицу площади. Она не принимает во внимание, что при больших объемов волокна и пропорции используются большей силы должны быть достигнуты, даже если на практике это ограничивается волокна сальников. Для других типов волокон, сопротивление получены из одного волокна выдвижной на самом деле не отражают ситуацию в различных видов волокон окружающей среды.

Консоли с основными стали

В случае с основными кронштейнов стальных стержней, площадь стойка считается равным Ac = H ^ эфф югу ^ Ь, где А ^ ^ эфф югу является эффективная глубина стойки и принимается равным xccosa, как показано на рис. 6. Можно получить предельной нагрузки путем навязывания условия выхода из строя основного арматурной стали или сжатого бетона, используя уравнения равновесия, можно сделать следующие получить значения силы сдвига

Vn1 = fyAstana (9)

в случае уступая стали, где

...

и

В.Н.2 =? Е '^ с ^ к югу bxc соз грех (10)

в случае отказа сжатой зоны.

Следует отметить, что некоторые авторы, в том числе "Аль Руссо и др., 9 предположить, что ширина стойки (с глубиной б) равна хс, вместо xccosa. В настоящем исследовании, в предположении, что ширина стойки равна xccosa связано с тем, что ферма модели, принятой в строгой корреляции с пучком модели и по этой причине представляется разумным рассмотреть проекции вдоль хс направлении стойки. Со ссылкой на фибробетон, учитывая вертикальной проекции преодоления действия оказывают волокон через диагональные трещины (см. рис.6), волокна вклад в прочность на сдвиг является

... (11)

Последний должен быть добавлен к полученным по формуле. (9) и (10). В частности, уравнения. (11) была получена рассмотрении проекция Т, которая является результирующей после взлома прочность составных должна быть перпендикулярна к направлению стоек и действуя в длину z1/cosa соответствующие растяжения Z1 фиксированного креста раздела.

Исключение неудачи режиме из-за ограниченного сдвига или из-за связи выхода из строя основного баров и используя предыдущие уравнения. (9) через (11) по формуле. (6) через (8), можно получить сдвигу Vn, с помощью Vn1 и В.Н.2, выраженные в виде

... (12)

... (13)

где Vn1 является прочность на сдвиг, связанных с уступая из главных баров и В.Н.2 те, связанных с неспособностью сжатого стойки.

Разделив обе выражения для BD и внедрения К (К = х / д с хс определяется формулой. (5) и?, Это приводит к

... (14)

... (15)

Как указывается в американских кодов, 8 силу консоль можно предположить, как минимальное значение среди vn1 и В.Н.2.

Консоли с главных и второстепенных арматурной стали

На рис. 6, делается ссылка для расчета максимальной нагрузки на многочисленные фермы на кронштейнах с главных и средних стальных стержней. Основные фермы имеет (основной) стальной арматуры в качестве растяжение арматуры, а второй фермы имеет среднее общее стали Аст области, как растяжение укрепление применительно к г / 2. Подразделения внутренних войск определяется с помощью функции г = г - хс / 3. Предполагалось также, при определении нейтрального положения оси по формуле. (15), вклад вторичных стали для простоты пренебречь.

Многочисленные фермы на рис. 6 статически неопределенных фермы. Для получения распределения внешней нагрузки между двумя фермами, предполагается, что те же вертикальные перемещения происходят в загруженном суставов две фермы. Распределения внешней нагрузки Vd = P / 2 между двумя фермами происходит в отношении жесткости основного и среднего фермы и могут быть получены путем принятия процедуры показано в Приложении .* перевозимого груза на основной фермы является с

Исключая случаи, в которых среднее дает фермы до основной фермы, нагрузка, соответствующая сбой в сталь и бетон окажется следующим образом. В случае отказа стали

... (16)

В случае отказа сжимающих

... (17)

Для средних ферм:

В случае отказа стали

... (18)

В случае отказа сжимающих

... (19)

и это в условиях напряжения сдвига для главных ферм

... (20)

... (21)

для средней фермы

... (22)

... (23)

где?-й и fyst являются, соответственно, геометрические отношение средней горизонтальной арматуры и соответствующие приносит стресс. Кронштейн силы можно считать минимальное значение между vn1, В.Н.2, vn3 и vn4.

Сопоставление с экспериментальными данными

В этом разделе экспериментальных результатов с точки зрения несущей способности кронштейнов сравниваются с аналитическими методами получены с помощью выражения, представленные в предыдущем разделе (см. таблицу 3 для сравнения). В частности, большинство результатов относятся к кронштейны, в которых кризис определяется неспособность сжатого стойки, стоимость конечной сдвига В.Н.2 при расчете с предложенной моделью. Кроме того, оно должно быть отмечено, что ссылки на экспериментальные результаты тестов по литературе, отсутствует информация о форме (кубы и цилиндры) и размеры, используемые для характеристики материалов и по этим причинам у него нет информации по размерным эффектом. Из сравнения, как представляется, будет приемлемым соответствие между всеми моделями, принятые различными авторами, в частности, результаты, полученные с предложенной моделью, которая берет свое начало из многочисленных модель фермы, способна в том числе наличие FRC с четкими Физический смысл ..

Цифры с 7 по 9 показать изменения в экспериментальных и аналитических прогнозирования прочности на сдвиг в соответствии с предложенной моделью и для других упомянутых в документе, и в литературе для обоих случаев и скошенными nonchamfered кронштейнов. В частности, на рис. 7 показывает сопоставление аналитического значения (рассчитывается путем выражения, предложенные в ACI 318-02,8 в литературе, 12 и за счет использования модели, предложенной в настоящем документе) с экспериментальными значениями, ссылаясь на 37 данных, представленных в литературе для кронштейнов с основной решеткой. Рисунок 8 показывает, подобное сравнение ссылаясь на 37 данные, относящиеся к кронштейны с основного и дополнительного подкрепления. Наконец, на рис. 9 сравнение показывает, в случае кронштейнов с основными стали и волокон. Интересно заметить, что некоторые из данных, используемых для сравнения по отношению к скошенными и nonchamfered кронштейнов, а аналитические выражения не принимает форму эффект во внимание. Бессильный, сравнение показало хорошее совпадение этих случаях.

37 тестовых данных для кронштейнов с основными бары стали ссылаться на восемь данные Fattuhi и Хьюз, по сравнению с 1 nonchamfered кронштейнов, 14 данные Fatthui2 девять из которых были для скошенными кронштейнов и пять для nonchamfered кронштейнов, четыре из Кампьоне данных и др. .6 ссылкой на nonchamfered кронштейнов, и 11 данные Фостер и др. al.5 пять из которых относятся к скошенными кронштейнов и шесть относятся к nonchamfered кронштейнов. 38 тестовых данных для кронштейнов с главных и второстепенных стальных относятся к четырем данные Fattuhi и Hughes1 по отношению к nonchamfered кронштейнов, 16 данные Фостер-эль al.5 10 из которых были на скошенными кронштейнов и шесть для nonchamfered кронштейнов, четыре данные из Кампьоне др. al.6 ссылкой на nonchamfered кронштейнов, и 14 данные Ен и Balaguru13 ссылкой на скошенными кронштейнов.

79 данные для кронштейнов в фибробетона на рис. 8 относятся к 12 данные Fattuhi и Hughes1 для nonchamfered кронштейнов, 64 Fatthui1 данные, из которых 15 были для скошенными кронштейнов и 49 были для nonchamfered кронштейнах, а три из Кампьоне данных и др. al.6 для nonchamfered кронштейнов. На рис. С 7 по 9, значения в скобках являются значения среднего и коэффициента вариации (COV) от соотношения между аналитическими и экспериментальными прочность на сдвиг.

Во всех рассматриваемых случаях, приемлемый уровень удовлетворенности приближения, достигнутых с предложенной модели видно из средних значений соотношения между аналитическими и экспериментальными прочность на сдвиг и стандартного отклонения (STD) значений, приведенных в скобках для каждого конкретного случая показано на рис. 7 по 9.

Наконец, 4 приведены все данные, осмотр и, в зависимости от модели, используемые, среднее (AVG) (между аналитическими и экспериментальными значениями), STD и COV.

ВЫВОДЫ

В текущем исследовании, экспериментальные исследования представляется, что относится к изгиб поведение кронштейнов в обычных и волокнистых кронштейнов и в присутствии стальной арматурой.

Среди исследованных параметров содержание клетчатки и геометрические соотношения основных и средних стали и бетона (обычный и высокопрочных видов) считаются.

Это исследование показывает, что это возможно:

* Получить аналогичные и даже превосходят выступления фибробетон с точки зрения прочности и пластичности в отношении кронштейны с основного и дополнительного подкрепления;

• Уменьшение хрупкости механизм с участием дробления сжатые области с использованием волокна вместо поперечных хомутов или связанных с ними, и

* Включить разрушение при изгибе в случае фибробетон повышения пластичности значительно.

Аналитической модели, основанной на эквивалентной структуры ферм, что также считает, что присутствие волокон предложены и апробированы на экспериментальных данных, полученных в ней, и в отношении данных, имеющихся в литературе. Предложенная модель, то по сравнению с существующими моделями и данными, приведенными в литературе. Полученные результаты показывают, что предлагаемая модель соответствует экспериментальные результаты и в некоторых других доступных моделей с хорошим уровнем приближения, подчеркнув роль отдельных взносов (бары, бетон и волокон) в устойчивых механизмов. Наконец, сложность предложенной модели является достаточно эффективным, поскольку он имеет ясный физический смысл и базируется на простых механических представлений.

Авторы

Поддержка этого исследования dell'Istruzione Ministero, dell'Universit

Нотация

^ К югу с = площадь эквивалентных стойки

^ К югу c1 = площадь эквивалентных стойка основной фермы

^ К югу с2 = площадь эквивалентных стойка средней фермы

^ К югу с = площадь из продольных балок стали

^ К югу й = площадь горизонтального стремена

= сдвига длины пролета

B = ширина кронштейн

с = покрова

D = пересчете на волокно диаметром

D = Общая глубина кронштейн

E ^ к югу с = модуль упругости конкретных

E ^ югу карат = модуль упругости фибробетона

E ^ югу ы = модуль упругости стали

F = волокна фактор

е '^ к югу с = пика сжатие прочность бетона

F ^ югу CTF = предел прочности на растяжение из фибробетона

F ^ югу г = аналитических после растрескивания прочности фибробетона

F ^ югу RSP = остаточной прочности фибробетона измеряется путем расщепления испытаний

е '^ к югу т = сила расщепления растяжение

е ^ ^ к югу т = предел прочности бетона

F ^ югу у = уступая стресс

А = общая глубина кронштейн

H ^ эфф югу = эффективная глубина стойки

А = размерный фактор глубины (по отношению к г) сжимающих зоны

L ^ югу F = длина волокна

P = нагрузка

P ^ югу макс = максимальная нагрузка

P ^ к югу и ^ = предельной нагрузки

р = шаг хомутов

R ^ подпункта 1 = жесткость основной фермы

R ^ 2 югу = жесткость средней фермы

V ^ к югу F = вклад из фибробетона с конечной сдвиговой силы

V ^ к югу N1 = конечной силы сдвига в случае неудачи стали в главных ферм

V ^ к югу N2 = конечной силы сдвига в случае неудачи сжимающих в главных ферм

V ^ к югу N3 = конечной силы сдвига в случае неудачи стали в средней фермы

V ^ к югу N4 = конечной силы сдвига в случае неудачи сжимающих в средней фермы

V ^ к югу F = объемной доли волокна

V ^ к югу п (г = 1,2,3,4) = мерных (по отношению к BD), конечной силы сдвига

х ^ к югу с = нейтральной оси глубины

г = внутреннее руку

г ^ к югу 1 = расстояние между наиболее напряженные волокна при растяжении и волокна, в которых достигается fctf

= угол между стойкой и галстук основной фермы

? = Adimensional интерполяции функции

отклонения

? ^ Югу ы = армирования из продольных балок стали

? ^ Суб-м = укрепление соотношение горизонтального и стремена

* Приложение доступно 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. Он также доступен в печатном виде в штаб-квартире ACI за дополнительную плату в размере стоимости воспроизводства плюс управляемость на момент запроса.

Ссылки

1. Fattuhi Н.И., Хьюз, BP, "пластичность железобетонных Консоли, содержащих или стальных волокон или Stirrups", ACI Структурные Journal, В. 86, № 6, ноябрь-декабрь 1989, с. 644-651.

2. Fattuhi Н.И., "Сила SFRC Консоли подвергавшимся Вертикальные нагрузки", ACI Структурные Journal, В. 116, № 3, май-июнь 1990, с. 701-718.

3. Fattuhi Н.И., "Сила FRC Консоли в изгиб," Журнал строительной техники, ASCE, В. 120, № 2, 1994, с. 360-377.

4. Fattuhi Н.И., "Усиленная Консоли Сделано с равнины и волокнистых бетонов", ACI Структурные Journal, В. 91, № 5, сентябрь-октябрь 1994, с. 530-536.

5. Консоли Фостер, SJ; Пауэлл, RE и Селим, СС, "Performance из высокопрочного бетона," Структурные ACI Journal, V. 93, № 5, сентябрь-октябрь 1996, с. 555-563.

6. Кампионе, G.; Ла Mendola, L.; и Papia, М., "Поведение при изгибе бетона Консоли содержащих стальных волокон или упакованные с FRP Листы", материалов и конструкций, V. 38, № 280, 2005, с. 617 -625.

7. Еврокод 2 ", Progettazione Delle Strutture ди Calcestruzzo (UNI ENV 1992-1-1)," Commissione, Ingegneria Strutturale, Milano, 1992.

8. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2002, 443 с.

9. Руссо, Г.; Venir, R.; Полетта, M.; и Somma Г., Железобетонные Консоли-Shear модель прочности и дизайна Формула ", ACI Структурные Journal, В. 103, № 1, январь-февраль . 2006, с. 3-10.

10. Кампионе, G.; Ла Mendola, L.; и Papia, М., "Сила сдвига армированных волокном пучков с стремена," Проектирование зданий и сооружений и механики, V. 24, № 1, 2006, с. 107-136.

11. Кампионе, G.; Mindess, S.; Шибилия, Н., и Цингоне Г., прочность полых круглых стальных Раздел заполненной Fibre-железобетона, "Канадский журнал строительной техники, V. 27, № 5, 2000, с. 354-372.

12. Banthia, N., и Trottier, JF ", железобетонных с деформированных стальных волокон, часть I: Бонд-Слип Механизмы", ACI материалы Journal, В. 91, № 5, сентябрь-октябрь 1994, с. 435-446.

13. Ен, Ю. и Balaguru П., "Поведение Железобетонная высокопрочного бетона-Консоли" Журнал строительной техники, ASCE, В. 120, № 4, 1994, с. 1182-1201.

Джузеппе Кампионе является адъюнкт-профессором на кафедре структурной и геотехнической инженерии в университете Палермо, Италия, где он также получил степень доктора наук. Его исследовательские интересы включают поведение фибробетона членов сдвига и сжатия, изгиб поведение композитных членов и размерных эффектов в железобетонных колонн из армированного волокнами полимерных материалов.

Лидия Ла Mendola является профессором структурной инженерии в университете Палермо. Она защитила кандидатскую диссертацию по структурной инженерии университета Федерико II, Неаполь, Италия. Ее исследовательские интересы включают вероятностные динамического анализа многоэтажных рамных систем в сейсмических районах, нелинейные сейсмического отклика асимметричной пространственных систем, динамическое поведение кирпичных строений и стабильности чеки, связи стресс-проскальзывать между стали и бетона, теоретические и экспериментальные исследования циклических поведение волоконно-железобетонных элементов, а также усиление стен структурных элементов из армированных волокном полимера.

Мария Летиция Mangiavillano является аспирант кафедры структурной и геотехнической инженерии в университете Палермо. Ее исследовательские интересы включают в себя использование фибробетона для структурных приложений.