عملکرد خمشی و برشی ورقه ( تاوه) های ساندویچی فولاد – بتن – فولاد
چکیده
این مقاله به بررسی عملکرد خمشی و برشی تاوه های ساندویچی فولاد – بتن – فولاد (SCS ) می پردازد. شش تاوه ی ساده پشتیبانی شده با طیف های برشی، عمق بخش و پیکربندی فولاد مختلف در این قسمت تحت بارگذاری های متمرکز در قسمت مرکزی، مورد بررسی قرار گرفته است. بعد از تست ها، قسمت های صفحه ی فولادی از هم جدا شدند تا بتواند توزیع ترک ها را روی آن ها بررسی کرد. حالت های مشاهده شده ی شکست در این سازه شامل تسلیم شدگی فولاد به صورت خمشی و پولکی شدن در از نیروی برشی ( برش منگنه ای) بود. قسمت اول در اثر تسلیم شدگی کششی در انتهای صفحه ی فولادی ایجاد شده بود، در حالی که مورد دوم بیشتر به دلیل شکست برش منگنه ای بر روی هسته ی بتن ایجاد شده بود. بعد از شکل گیری تسلیم شدگی خمشی و یا پولکی شدن بتن، ظرفیت های حمل بار می توانست تحت نقش های بزرگ افزایش پیدا کند این مورد به دلیل سفت شدن برشی صفحه ی بالایی فولاد و فعالیت غشایی صفحه ی فولادی پایینی ایجاد می شد. صفحه ی بالایی فولادی ، توزیع برشی محسوسی بعد از پولکی شدن بتن را در خود داشت. یکی از مدل های نظریاتی در این قسمت برای پیش بینی کردن مقاومت تاوه های SCS تحت بارگذاری های متمرکز ، توسعه یافته است. ظرفیت های خمشی هم با استفاده از روش خطی تسلیم شدگی محاسبه شده است و مقاومت برش منگنه ای هم با استفاده از مدل بخش شعاعی، تحلیل شده است. توزیع برشی میله های اتصالی هم به صورت آزمایشی و به صورت نظری، اندازه گیری و تحلیل شده است.
1. مقدمه
1.1. توسعه ساختارهای SCS
سازه های ساندویچی (SCS) فولادی – بتنی – فولادی با استفاده از لایه های فولادی خارجی و یک هسته ی بتنی ساخته می شوند. فعالیت های مرکب در این قسمت از طریق میله های تک سر، میله های اتصالی و دیگر اتصال دهنده های مکانیکی مانند فولاد زاویه ای، فولاد کانالی ، و قلاب های J و غیره [1] ، شکل گرفته است. این ساختار ها مزیت های بتن تقویت شده ( RC) و ساختار های فولادی را با هم دارند که این مزیت ها شامل ظرفیت تحمل بار بالا، انعطاف خوب و یکپارچگی قوی و همچنین عملکرد بسیار عالی در مقاومت نسبت به ضربه و جلوگیری از نشتی می باشد [2]. قسمت های خارجی فولادی به عنوان قالب های تقویت طولی و دائمی کار می کند و در نتیجه کارایی ساخت و ساز را بهبود می دهد. در سال های اخیر سازه های SCS در ساختار های روی دریا، تونل های زیر آبی، ساختمان های هسته ای، پل ها مورد استفاده قرار گرفته است و در عین حال کارایی های آن در حال افزایش می باشد.
Abstract
This paper studies the flexural and shear performance of steel-concrete-steel (SCS1) sandwich slabs. Six simply supported slabs with different shear spans, section depths and steel configurations were tested under concentrate loads applied at the center. After the tests parts of the steel plates were taken off to observe the crack distribution. The observed modes of failure included flexural yielding and shear punching. The former was initiated by tensile yielding of the bottom steel plate, while the latter was primarily due to punching shear failure of the concrete core. After flexural yielding or concrete punching, the carrying capacities could further increase under large deflections, owning to the shear stiffening of the top steel plate and the membrane action of the bottom steel plate. The top steel plate showed significant shear contribution after concrete punching. A theoretical model is developed to predict the resistance of SCS slabs under concentrate loads. The flexural capacity is calculated with the yield-line method, and the punching shear resistance is analyzed with the radial sector model. The shear contribution of the tie bars is also analyzed experimentally and theoretically.
1. Introduction
1.1. Development of SCS structures
Steel-concrete-steel (SCS) sandwich structures are constructed with the outer steel skins and the concrete core. Composite action is achieved through headed studs, tie bars and other mechanical connectors like angle steel, channel steel, J-hook, etc. [1]. They comprise the advantages of both reinforced concrete (RC) and steel structures, including high bearing capacity, good ductility and integrity, as well as excellent performance in impact resistance and leakage prevention [2]. The steel skins act as both longitudinal reinforcement and permanent formwork, promoting the construction efficiency. In recent years SCS structures have been used in off-shore constructions, submerged tube tunnels, nuclear facilities, bridges, and the application field is still expanding.
چکیده
1. مقدمه
1.1. توسعه ساختارهای SCS
1.2 پیشرفت تحقیقاتی بر روی تاوه های ساندویچی SCS
1.3 بعضی از نظریه های کلاسیک در رابطه با تاوه های RC
2. ارزیابی های آزمایشی
2.1 نمونه های تست و ویژگی های مواد
2.2 ساز و کار تست و طرح های اندازه گیری
3. نتایج تست
4. مطالعه ی تحیلی بر روی حالت های شکست و مقاومت های تاوه های SCS
4.1 رفتار عمومی حالت های شکست برشی و خمشی
4.2 توزیع گشتاور در تاوه های دو طرفه
4.3 ظرفیت خمشی
4.4 ظرفیت برشی منگنه ای
4.5 ظرفیت نهایی
4.6 اعتبار سنجی آزمایشی
5. جمع بندی
منابع
Abstract
1. Introduction
1.1. Development of SCS structures
1.2. Research progress on SCS sandwich slabs
1.3. Some classical theories on RC slabs
2. Experimental investigations
2.1. Test specimens and material properties
2.2. Test set-up and measuring scheme
3. Test results
4. Analytical study on failure modes and strength of SCS slabs
4.1. General behaviors of flexural and shear failures
4.2. Moment distributions in two-way slabs
4.3. Flexural capacity Pf
4.4. Punching shear capacity Pcr
4.5. Ultimate capacity Pu
4.6. Experimental verification
5. Conclusions
- 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