تحقیقات آزمایشی بر روی رفتار سطوح مشترک بین بتن – بتن تکانه های برشی و خمشی
چکیده
مقاومت برشی سطوح مشترک بتن – بتن تحت تاثیر نیرو های برشی یا نیرو های نرمال عمود نسبت به سطح، یا ترکیبی از این دو با استفاده از نظریه اصطکاک برشی مورد بررسی قرار گرفته است که این نظریه در دهه 60 برای اتصالات ساختار های پیش ساخت توسعه یافته است. نظریه اصطکاک برشی با در نظر داشتن شکست برشی به صورت لغزش خالص توسعه یافته است و در ترکیب با ترک های تنشی نبوده است و این روش در بیشتر قوانین طراحی در سراسر جهان مورد استفاده قرار میگیرد. با وجود این که بهبود های مختلفی در نظریه اصلی در 50 سال اخیر ایجاد شده است، مطالعه های محدودی به بررسی و رفع مشکلات رفتار سطوح تحت تاثیر ترکیب تکانه های برشی و خمشی پرداخته اند، که در این شریط یک لغزش برشی ممکن است در راستای یک ترک تنشی ایجاد شود و یک منطقه فشردگی ایجاد کند. این شرایط یکی از مشکلات مرتبط برای طراحی ساختار های بتنری تقویت شده پیش ساخت یا بتن های قالب گیری شده در محل، میباشد.
این مقاله یک کار آزمایشی را ارائه میدهد که به بررسی رفتار سطوح مشترک بتن به بتن تحت تاثیر ترکیبی از تکانه های برشی و خمشی پرداخته است. تاثیر سطح مشترک بر روی رفتار کلی و مقاومت های برشی و خمشی نمونه های تیر در این مطالعه بررسی شده است و کاربرد آن در طراحی ها نیز در نظر گرفته شده است.
نتایج نشان میدهد که ظرفیت انتقال بار بر روی این سطوح کاهش پیدا میکند که این موضوع به دلیل تکانه خمشی در قسمت دهانه ترک میباشد، اما هیچ تاثیری بر روی مقاومت برشی و خمشی در نمونه های تیر وجود ندارد. اما، انعطاف پذیری خمشی مورد دوم نسبتا به دلیل لغزش برشی کاهش یافته است که بعد از شکل گفتن لولا های پلاستیکی رخ میدهد و سقوط منطقه های فشرده شده ایجاد میشود. نمیتوان صحت عبارات طراحی را برای پیش بینی بیشترین مقاومت اصطکاک ارزیابی کرد. اما، کاربرد عمومی این عبارات در این شرایط هنوز باید بررسی شود، زیرا این عبارات نمیتوانند کاهش مقاومت که بعد از تورق لایه های تقویت طولی رخ میدهد را پیش بینی کنند.
1. مقدمه
در یک سازه تقویت شده بتنی، انتقال بار بر روی سطوح مشترک بتن – بتن باید زمانی که دو بتن بر روی هم در چندین مرحله قالب گیری میشود در حالی که سفت شدن بتن قبلی اتمام یافته است، باید در نظر گرفته شود. برای سازه هایی که در محل قالب گیری شده است، سطوح مشترک بتن – بتن نتیجه ای طبیعی از روند ساخت ساز است که در این شرایط یک قالب گیری منفرد بتنی کافی نیست که ممکن است به دلیل منابع تولید محدود یا رخداد های پیش بینی نشده که در روند قالب گیری اخلال ایجاد میکنند، نیاز به بتن ریزی مجدد باشد. سطوح مشترک بتن – بتن ممکن است در اثر اتصال قالب های پیش ساخت به المان های قالب گیری شده در محل ایجاد شود، و یا ممکن است در اثر تقویت یا کار های تعمیر بر روی سازه های موجود ایجاد شود که در این شرایط لایه های بتنی بر روی لایه های موجود قرار میگیرد تا سطح مقطع اصلی افزایش پیدا کند ( مانند لوحه ها، تیر ها و ستون ها). در مراحل طراحی، و در زمان ممکن، مفصل های ساخت ساز معمولا در بخش هایی که نیرو های داخلی و تنش ها کاهش یافته اند ، پیش بینی میشوند. اما، این کار همیشه ممکن نیست و گاهی باید از سطوح مشترک بتن – بتن در قسمت هایی که نیاز نیرویی بیشتری دارند، استفاده کرد. مخصوصا در این شرایط، یک درک مناسب از رفتار این سطوح مشترک ، به دلیل تاثیر اتفاقی بر روی امنیت سازه، وجود داشته باشد.
Abstract
The shear strength of concrete-to-concrete interfaces subjected to either shear or normal forces perpendicular to the interface, or to a combination of both, has been predicted using the “shear-friction theory” developed in the 60’s for connections for the precast construction. The “shear-friction theory” has been developed considering shear failure as pure slippage, and not in combination with a tension crack, and it has been adopted in most design codes worldwide. Although several improvements have been made to the original theory in the last 50 years, few have addressed the behaviour of interfaces subjected to a combination of shear and bending moment, where a shear slippage may occur along a tension crack and a compression zone. This is a relevant issue for the design of both cast-in-place and precast reinforced concrete structures.
This paper, presents an experimental work addressed to the study of the behaviour of concrete-to-concrete interfaces subjected to a combination of shear and bending moment. The influence of the interface on the global behaviour and shear and bending strengths of a beam specimen are addressed, as well as the application of the design expressions.
Results show that the load transfer capacity across the interface is reduced due to the bending moment crack opening, but it has no influence on the shear and the bending strengths of the beam specimen. However, the bending ductility of the latter is partially reduced due to a shear slippage occurred after the formation of a plastic hinge, and the collapse of the compression zone. It was not possible to evaluate the accuracy of the design expressions to predict the interface maximum friction strength. However, the general application of these expressions to this situation is doubtful, as they are incapable to predict the strength deterioration occurred after the yielding of the longitudinal reinforcement.
1. Introduction
On reinforced concrete structures, load transfer across concreteto-concrete interfaces needs to be considered when two concretes are cast against each other at different times, and the hardening process of the older concrete is already finished. For cast-in-place structures, concrete-to-concrete interfaces are a natural result of the building process when a single concrete casting is not possible, due to limited production resources or due to unforeseen events leading to interruptions in the erection process. Concrete-toconcrete interfaces may also result from the connection of precast to cast-in-place elements and from the strengthening and/or repairing works, on existing structures, when new concrete layers are added to the existing structural elements (slabs, beams and columns) to enlarge original sections. At design stages, and when possible, construction joints are usually foreseen to sections where internal forces and stresses are reduced. However, this is not always possible and concrete-to-concrete interfaces may also be found at more force demanding sections. Especially in these cases, an adequate understanding of the interface behaviour is required due to the eventual impact on the structural safety
چکیده
1. مقدمه
نشانه ها
2. مروری بر مقالات
2.1 نظریه اصطکاک برشی
2.2 عبارات طراحی
2.3 تاثیر بی قاعدگی
3. تحقیقات آزمایشی
4. نتایج
5. مباحث
6. جمع بندی
Highlights
Abstract
Keywords
Notation
1. Introduction
2. Literature review
3. Experimental research
4. Results
5. Discussion
6. Conclusions
Acknowledgements
References
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه