无粘结筋组装的预制预应力混凝土梁的抗剪能力外文翻译资料

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无粘结筋组装的预制预应力混凝土梁的抗剪能力

摘 要

在日本，最近，在预应力混凝土建筑抗震性能评价的一种新的指南是由日本建筑学会成立，并提出了预应力混凝土的抗剪强度梁柱接头后张无粘结预应力筋组装“无粘结”框架进行评估的规定钢筋混凝土结构。然而，由于在梁柱节点和无粘结作用产生的无浆注入鞘芯混凝土的体积损失，无粘结帧连接板更容易剪切输入比钢筋混凝土结构。因此，反复加载试验，采用组合试样无粘结框架梁柱接头，在接头的剪切破坏之前，进行抗剪承载力。在本文中，剪切试验成果的基础上，研究了无粘结框架梁柱节点的强度和性能，以及接头剪切输入与标称的节点板的剪切强度，在AIJ规定提出。此外，名义抗剪强度的钢筋混凝土梁柱节点从美国混凝土协会，介绍了新西兰标准和欧洲规范8，以及他们对无粘结框架节点的适用性进行了讨论。

关键词：梁柱节点；接头剪切强度；后张法预应力无粘结筋；

简 介

在抗弯矩框架中，梁柱节点在防止建筑物发生灾难性破坏时起到了很大的作用，它们可以控制建筑物的整体性能和响应。为保证弱梁强柱体系和侧向承载能力，在相邻梁临界截面弯曲破坏前不应发生节点剪应力破坏。因此，在设计规定的从日本建筑学会（aij），1美国混凝土协会（ACI 318-11），2新西兰标准（NZ s3101:2006），3和欧洲规范8（EN 1998-1:2004），4的联合剪切板输入基本上是小于其名义抗剪强度避免接头剪切失败的钢筋混凝土（RC）结构。这些规定，名义抗剪强度主要是由混凝土的抗压强度，钢筋接头发现的接头剪切强度增强敏感或有效。

在日本最近，为预应力混凝土建筑的设计和建设一个新的guideline6已经建立，并提出了预制预应力混凝土梁柱节点的后张无粘结筋称为“无”框架可以从钢筋混凝土结构的规定进行组装的剪切强度。1条，无粘结结构建立框架的最新施工方法之一，在预制混凝土构件采用后张无粘结预应力筋与无粘结护套连接。在这一结构系统，后张无粘结预应力筋的成员会表现为刚性体。7为例，如果梁无粘结筋通过梁柱节点，梁端转动对圆柱面，造成显著的开放，和框架的变形将集中在梁端。这可以归因于无粘结筋，这不大可能，因为肌腱的拉伸应变保持不变，在整个长度。此外，这种不屈不挠的特性导致帧返回到原来的位置后，地震。

轻快地进行预制抗震结构体系程序对该结构进行1990s.7-9实验和分析研究了无粘结框架的抗震性能，在弯曲的梁的破坏之前，由祭司等人进行的。、8和上述的结构效益以及很小的能量吸收能力突出。减少钢筋接头的可能性也表示因为接头剪切力会很大程度上由斜压杆的节点由于无粘结预应力筋进行。斯坦顿等人7研究这种结构的抗弯性能和抗震能力的更多细节，和能量耗散的锚固钢筋放在梁柱接头的顶部和底部的成功增强。一五层的预制预应力混凝土框架，包括五个不同的球系统的无粘结预应力筋在梁柱节点，进行了模拟地震荷载下测试通过Nakaki等人。，9、经济效益等进行了介绍和结构。无粘结预应力混凝土预制构件的抗弯强度和行为也在其他studies10,11调查；然而，有关于剪切梁柱节点的能力和行为研究的不足。尤其是在这个框架中，核心混凝土的体积损失是不可避免的关节板的内护套与无粘结筋。考虑到体积和无粘结作用的内护套，从而据此，本系统的节点板更容易剪切输入比钢筋混凝土框架及框架粘结。

因此，对无粘结框架梁柱节点组合体标本，其中联合剪切破坏之前，进行了设计和反复荷载试验进行。根据试验结果，剪切粘结框架梁柱节点板的强度和行为的影响及其接头剪切输入与名义混凝土接头的剪切强度，在AIJ规定提出。6除AIJ规定，名义不同设计规范剪力接头板强度从ACI 318-11,2 NZS 3101：2011和EN 1998-1:20044进行介绍，并对无粘结框架节点的适用性讨论。

研究的意义

由于核心混凝土不可避免的容积损失和无粘结作用沿筋在梁柱节点，无粘结架接板，其抗剪能力可能是钢筋混凝土结构的规定进行评价，更容易受到剪切输入比钢筋混凝土框架及框架粘结。有，然而，对于剪切粘结框架节点能力和行为研究的不足。在这项研究中，该节点的抗剪承载力这一框架和名义剪不同规范规定的钢筋混凝土节点强度的影响进行了详细的研究，对无粘结框架的抗震设计提供了有价值的信息。

概述实验

试样和试验参数

三半比例组合试样模拟区域中柱高度低于关节中柱的高度和中跨跨中梁接头在接头两侧。图1显示的配置，截面尺寸和钢筋细节的标本。试样的性能见表1。标本pcj01和pcj03为代表的内部和外部的梁柱节点板无粘结帧，分别。pcj02标本，有粘结后张预应力筋，也被设计的比较，在其他性能，除灌浆入鞘，和那些标本pcj01相同。这些标本包括预制钢筋混凝土梁、柱混凝土无粘结护套无粘结筋接头部分的体积损失，分别制作；因此，梁纵筋在柱端面不通过接头。成员通过界面砂浆与20毫米宽的梁柱（0.78英寸），和预应力后张法高达70%的屈服强度。此后，灌浆砂浆仅注入试样pcj02鞘，而其他标本没有灌浆工作。在无粘结框架，顶部和底部的钢筋插入另外通过灌浆砂浆的梁柱连接增强在许多情况下，能量耗散，7也认为这些锚固钢筋时可以省略框架应用于基础隔震体系的上层建筑。在这项研究中，这些灌浆钢筋的粘结试件的省略，因为主要的重点是调查的节点的抗剪承载力。

截面尺寸，加强和肌腱在列和梁是相同的所有标本（图1和表1）。从中心的列的辊端的梁端的长度为1600毫米（63英寸）。从梁的中心到顶部的柱或底部支撑的加载点的高度为1415毫米（55.7英寸）。三套2-s10被设置在梁柱节点区为所有试样的横向箍筋，满足AIJ加固要求，1的最小量表示的是垂直关节区0.2%。符号“S10”意味着一种高强度螺纹钢筋具有相同截面D10。应当指出的是，横向箍筋屈服强度超过其许用强度为420兆帕（61 ksi）在ACI 318m-05 code.12不过表明，它是提高抗剪承载力柱，并认为它是不影响接头的剪切强度，如前所述，与试件失效的主要原因机制。柱梁抗弯强度（力）ratio13超过1.6所有标本，其抗弯强度计算截面分析基于平截面假定，这套0.003的混凝土极限应变极限压缩纤维。在此，0.1株折减系数进行梁的抗弯承载力的标本pcj01和pcj03无粘结预应力考虑差应变混凝土、无粘结tendon.11混凝土，灌浆砂浆的材料特性和钢之间，总结在表2和表3。如表所示，混凝土抗压强度范围从30到40兆帕（4350至5800 psi）的列，以及80兆帕（11600 psi）和后张预应力筋36毫米（1.4英寸）的光束直径，采用标本。应当注意的是，使用这些混凝土强度和肌腱直径有意图造成所有试样的联合剪切破坏。

加载程序和仪器

对试件的加载系统示意图2绘制。梁端由水平滚子支撑，而柱底由万向节支撑。循环水平荷载和恒定的轴向压缩载荷是通过三向执行器应用于柱的顶部。的致动器的水平加载方向正交设置，以防止满分的平面行为的标本。所有标本均由下层间位移角控制（R），定义为位移（delta;）除以柱高度（2830毫米[ 111.4 ]。）。两个加载周期为R 0.25，0.5，1，1.5，2和3%被施加在每个试样。一个加载周期为R 4%，在正面和负面的方向，也适用于所有标本。利用载荷传感器测量柱顶施加的水平力、柱轴向载荷和梁剪力。位移传感器，每个成员的位移，位移和梁柱节点的局部位移测量位移传感器。应变的肌腱，以及那些梁和柱加固，用应变计测量。

测试结果

裂纹图案

图3显示了每个试样的裂纹图案在3%下层间位移角，在碎石上盖混凝土标记为阴影区域。在所有试件中，梁的主裂缝集中在其临界截面处，梁构件的裂缝没有明显发展，图中可以看出。在试样pcj02，有浆液注入鞘，在梁比试样pcj01发达稍微裂缝，但鲜明的差异，无论水泥砂浆。与此相反，严重的损害，由于对角线剪切裂缝和混凝土破碎发生，并集中在梁柱节点严重。在所有的标本，在柱的抗弯和斜截面抗剪裂缝，裂缝的梁柱节点在0.25和0.5%之间的一个下层间位移角发生。此外，在梁的弯曲裂缝，以及在梁柱之间的界面砂浆的开放，是一个下层间位移角发现0.5%。在联合面板混凝土开始剥落作为对角剪裂缝越来越大，与混凝土破碎角传播广泛通过关节严重损伤，导致柱纵向钢筋和横向钢筋接头试验结束时的曝光。

在所有的标本，在节点板的横向箍筋，后张无粘结/粘结，并在梁钢筋（终止在圆柱面不通过关节）没有屈服，直到测试结束。发生柱纵向钢筋屈服，但它几乎在最后的加载阶段后，最大强度（图4）。

剪力driftangle关系

故事的剪切力下层间位移角关系的标本，如图4所示。故事的剪切力，得到从测得的梁的剪切力和水平力在柱顶部的加载点之间的力矩平衡。故事的剪切强度值获得的梁的抗弯强度，根据前面的部分分析解释，也表现为虚线在图4。

在所有标本中的迟滞特性表明起源面向形状在0.5%下层间位移角，但他们逐渐变为梭形环严重发病关节板剪切裂缝。严重的剪切裂缝和剥落管广泛覆盖联合面板混凝土发生的最大强度和抗剪强度退化后在每个标本观察。在所有样本中，1.5%个下层间位移角记录的剪切力最大，无论粘结作用和试样配置。最大剪力与无粘结筋，标本pcj01然而，约为10%，低于有粘结试件pcj02，其主要原因将在下一节解释。如图4所示，计算出的最大楼层剪力来自梁的弯曲强度的计算值大大高估了实验结果，这意味着，所有的标本没有失败，由于梁弯曲屈服或混凝土破碎梁端。如前所述，在梁柱节点，以及没有屈服的梁和列的最大的剪切力的钢筋的严重损伤，观察。此外，由于计算的楼层剪切力从梁的抗弯强度与试验结果不一致，所有的标本在梁柱节点板剪切失败。在接头的横向箍筋没有屈服，因为他们高强钢筋。在临界部分的列钢筋的应变稍微超过屈服应变几乎在最后的加载阶段后的最大强度，如前所述，其最大值为约0.3%，在测试结束时。这似乎是在侧driftafter接头剪切破坏的增加。因此，它不会影响试样的失效机理。

节点剪切变形

图5显示的楼层剪力接头剪切试件pcj01和pcj02变形角的关系，而唯一的差别是砂浆注入鞘或不。这里，联合剪切变形角gamma;计算从两个位移传感器，安装在对角线方向的联合面板，如图所示。如图所示，接头剪切变形角在试样的剪切力最大的故事后突然增加，这一趋势也在pcj03标本观察。此外，最大层剪力后，强度退化和接头剪切与无粘结筋试样pcj01失真比有粘结试件pcj02。要确定两者之间的标本为这些不同的行为的主要原因，在有粘结筋在节点及其粘结应力的应力分布进行了研究，在pcj02试样，如图6所示。在pcj02试样，如图6所示（一），测八个点在接板粘结筋的应变值，表示通过H，但应变数据点（D，F，G，H）期间还没有测试。因此，在这项研究中，E点应变数据为：D和关节板顶筋拉应力计算的另一种代表性的数据，如图所示。从测得的应变值和肌腱的应力-应变关系根据规则是拉伸应力（加载、卸载、重装）描绘在图6（b）。在四点前肌腱的拉伸应力（A到D（E））被发现几乎是相近的，作为一个无粘结筋。因此，平均粘结应力tau;B沿筋在节点，计算由方程（1），低于约1兆帕（145 psi），如图6（b），这是一个很小的值。

哪里是筋截面面积；sigma;A上的一个点粘结筋拉应力；sigma;D（E）是拉应力有粘结筋点D（E）；DT是肌腱直径；和Dc为柱截面的深度（=两点间的距离A和D）。

在这项研究中，虽然有粘结筋D36采用标本pcj02，钢筋与混凝土之间的粘结性能很低，由于鞘之间的焊接不良作用，随着筋粗间距和相邻的混凝土。因此，通过桁架机制的节点的强度几乎是不存在的，在pcj01 pcj02标本和不同的行为，如图5所示，被认为主要从混凝土体积损失结果。

节理板抗剪承载力及节点剪力输入

本部分首先介绍了钢筋混凝土组合板在不同规定中的抗剪承载力。在此，AIJ，1 ACI，2新西兰，3和4规定考虑。在所有标本的联合剪切输入，然后精确地计算出的测试结果，并比较其标称剪切强度由这些规定。此外，最大剪切从其他实验研究收集输入，14-18，剪切破坏的无粘结关节板之前，也与他们的名义抗剪强度。最后，是否名义剪钢筋混凝土接头板强度可应用于无粘结框架及其有效性。

钢筋混凝土板按规范规定的名义抗剪强度

在所有规定的介绍，在这项研究中，名义上的剪力连接板产能VJU普遍评价的基础上，斜压杆机构，这是从有效的联合区Aj和名义剪应力tau;ju.1-4计算

有效面积AJ导致节点板抗剪，在AIJ，表明1 ACI，2新西兰，3和4的规定，在表4和图7所示。表中可以发现，图中，有效深度联合Dj在所有规定一样，它被定义为柱深度直流。有效的接缝宽度北京小于规定在任何情况下的所有列的宽度BC和BJ在NZS和EN码具有相同的值，如表所示。然而，该节点有效宽度BJ在AIJ和ACI规定有不同的定义，NZS和EN码。从每个规定计算的有效联合深度和宽度BJ Dj在所有的标本，并总结在表4。从计算的结果，有效的联合区（Dj Aj。北京）在ACI，新西兰，和EN码被发现所有标本在这项研究中采用的是相同的，但Aj在AIJ规定有最小值由于比别人小BJ值（图7）。

表5显示了名义剪钢筋混凝土面板应力tau;提供联合各局，和混凝土的抗压强度是最重要的参数估计tau;居。在AIJ规定的名义剪应力的平均值和较低的值（tau;居，意味着，tau;居下）分别表示，如表所示。配置和相邻或横梁在AIJ，认为ACI限制效应，和EN的规定，而这些影响不在NZS代码考虑。轴向力对柱的影响仅在编译的考虑，和tau;局应该为轴向力的增加而减少。名义剪联合板在所有试样的应力tau;居也总结在表5。如表所示，名义剪应力由AIJ（tau;居的意思）和EN规定几乎是相似的，在内部和外部的梁柱节点试件的相对高值；然而，名义抗剪强度VJU预期是不同的由于各自不同的有效的联合区。室内梁柱节点板，tau;菊ACI和NZS码被认为是几乎相同的，和较低的价值tau;咀，在AIJ低之间的恩与ACI规范。外部的梁柱节点试件也观察到这样的趋势，但价值较低的tau;咀，在AIJ下表现出最低的名义应力由于形状系数（0.7）高于ACI有点小和EN码（0.8）。因为有效的联合区Aj，以及名义剪应力tau;居

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