رفتار برشی نهایی ترکیبی بتون مسلح تیر به فولاد مجموعه ستون Ultimate shear behaviour of hybrid reinforced concrete beam-to-steel column assemblages
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
- ناشر : الزویر Elsevier
- چاپ و سال / کشور: 2015
توضیحات
رشته های مرتبط: مهندسی عمران، سازه، مدیریت ساخت
این مقاله، مکانیسم های انتقال برشی و رفتار نهایی سیستم های ترکیبی شامل نیروهای بتن آرمه مسطح. که به ستون فولادی سازه ای متصل شده است را مورد بررسی قرار می دهد. یک سری شامل پنج آزمایش مقیاس بزرگ بر روی مونتاژهای سازه ای که در آن، بازوهای برش فولادی مستقیماً بر ستون های فولادی جوش خورده است و در تیرهای دبتن آرمه گنجانده شده اند، ارائه شده است. پس از توصیف ترتیب آزمایشی و جزئیات نمونه، نتایج و مشاهدات اصلی که از این آزمایشات بدست آمده، ارائه و توصیف شده است. ارزیابی مستقیمی از رفتار برش نهایی یک چنین سیستم های ترکیبی را نشان می دهد. یافته های آزمایشی، این امکان را فراهم می کند که مقایسه ای با پیش بینی های مقاومت که از مدل های تحلیلی که کاربرد متداولی در طراحی اعضای بتن آرمه معمولی دارند، انجام شود. توضیحات و ارزیابی مقایسه ای که در این مقاله ارائه شده است، بینشی در مورد تأثیرات مکانیسم های مختلف انتقال برشی ارائه می کند که مقاومت عرفی، نواحی فشاری، تنش کششی باقی مانده، همبندی پایدارکنندۀ بتن، و پیوند فاصل میانی بین پروفیل فولادی و بتن را شامل می شود. فعالسازی و نقش مکانیسم های اصلی انتقال برش از نظر افزایش ترک که به طور آزمایشی بررسی شده است و الگو و مسیر، ارزیابی شده است و مقایسه ای بین روش های تحلیلی که تطابق گسترده ای دارند، صورت گرفته است. این نتایج نشان می دهد که نقس هر مکانیسم انتقال، تابعی از سیماتیک (جابجایی) ترک و سطح بار وارد شدۀ مطابق آن می باشد. در نهایت، اصلاحات روشهای تحلیلی موجود برای اجزای بتن آرمه معمولی، به این منظور ارائه شده است که ارزیابی مطمئنی از ظرفیت برش نهایی یک چنین سیستم های ترکیبی ارائه کند. عبارات درباره تأثیر خصوصیات بازوی برشی بر مقاومت بار نهایی، بیان شده است و پیش بینی واقعی تری از این رفتار در مقایسه با ملاحظات طراحی بتن آرمۀ معمولی ارائه می کند. کلید واژگان:سیستم های ترکیبی، مونتاژهای فولاد/ بتن آرمه، مکانیسم های انتقال برش، رفتار برشی، طراحی برشی.
این مقاله، مکانیسم های انتقال برشی و رفتار نهایی سیستم های ترکیبی شامل نیروهای بتن آرمه مسطح. که به ستون فولادی سازه ای متصل شده است را مورد بررسی قرار می دهد. یک سری شامل پنج آزمایش مقیاس بزرگ بر روی مونتاژهای سازه ای که در آن، بازوهای برش فولادی مستقیماً بر ستون های فولادی جوش خورده است و در تیرهای دبتن آرمه گنجانده شده اند، ارائه شده است. پس از توصیف ترتیب آزمایشی و جزئیات نمونه، نتایج و مشاهدات اصلی که از این آزمایشات بدست آمده، ارائه و توصیف شده است. ارزیابی مستقیمی از رفتار برش نهایی یک چنین سیستم های ترکیبی را نشان می دهد. یافته های آزمایشی، این امکان را فراهم می کند که مقایسه ای با پیش بینی های مقاومت که از مدل های تحلیلی که کاربرد متداولی در طراحی اعضای بتن آرمه معمولی دارند، انجام شود. توضیحات و ارزیابی مقایسه ای که در این مقاله ارائه شده است، بینشی در مورد تأثیرات مکانیسم های مختلف انتقال برشی ارائه می کند که مقاومت عرفی، نواحی فشاری، تنش کششی باقی مانده، همبندی پایدارکنندۀ بتن، و پیوند فاصل میانی بین پروفیل فولادی و بتن را شامل می شود. فعالسازی و نقش مکانیسم های اصلی انتقال برش از نظر افزایش ترک که به طور آزمایشی بررسی شده است و الگو و مسیر، ارزیابی شده است و مقایسه ای بین روش های تحلیلی که تطابق گسترده ای دارند، صورت گرفته است. این نتایج نشان می دهد که نقس هر مکانیسم انتقال، تابعی از سیماتیک (جابجایی) ترک و سطح بار وارد شدۀ مطابق آن می باشد. در نهایت، اصلاحات روشهای تحلیلی موجود برای اجزای بتن آرمه معمولی، به این منظور ارائه شده است که ارزیابی مطمئنی از ظرفیت برش نهایی یک چنین سیستم های ترکیبی ارائه کند. عبارات درباره تأثیر خصوصیات بازوی برشی بر مقاومت بار نهایی، بیان شده است و پیش بینی واقعی تری از این رفتار در مقایسه با ملاحظات طراحی بتن آرمۀ معمولی ارائه می کند. کلید واژگان:سیستم های ترکیبی، مونتاژهای فولاد/ بتن آرمه، مکانیسم های انتقال برش، رفتار برشی، طراحی برشی.
Description
This paper examines the shear transfer mechanisms and ultimate behaviour of hybrid systems consisting of reinforced concrete beams connected to structural steel columns. A series of five large scale tests on structural assemblages, in which steel shear-arms are welded directly to the steel columns and embedded in the reinforced concrete beams, is presented. After describing the experimental arrangement and specimen details, the main results and observations obtained from the tests are provided and discussed. The test results offer a direct evaluation of the ultimate shear behaviour of such hybrid systems. The experimental findings also enable a comparison with the strength predictions obtained from analytical models which are commonly used in the design of conventional reinforced concrete members. The discussions and comparative assessments presented in this paper provide an insight into the influence of various shear transfer mechanisms including transverse reinforcement, compressive zones, residual tensile stresses, aggregate interlock, and dowel action, in addition to the interfacial bond between the steel profile and concrete. The activation and contribution of the key shear transfer mechanisms are assessed in light of the experimentally-monitored crack growth, path and pattern, as well as in comparison with widely-adopted analytical approaches. The results show that the contribution of each transfer mechanism is a function of the crack kinematics and corresponding level of applied load. Finally, modifications to existing analytical approaches for conventional reinforced concrete elements are proposed in order to provide a reliable evaluation of the ultimate shear capacity of such hybrid systems. The suggested expressions account for the influence of the shear-arms’ characteristics on the ultimate shear strength, and offer a more realistic prediction of the behaviour in comparison with conventional reinforced concrete design provisions.
