دانلود ترجمه مقاله بررسی قالب های بتنی که در معرض رفتار قوسی فشاری قرار دارند

1. مقدمه 2. استفاده از یک مدل تحلیلی برای رفتار قوسی فشاری 2.1. شرط سازگاری 2.2. شرط تعادل 2.3. استفاده از مدل های مشخصه برای بتن و آرماتور فولادی 2.4. روش های حل مسئله 3. تعیین سختی ستون 3.1. استفاده از مدل پلاستیک/ صلب برای ستون 3.2. کنترل و بررسی مدل صلب/ پلاستیک 3.3. پیش‏ بینی سختی ستون 4. محاسبه رفتار قوسی فشاری 5. مطالعات پارامتری 5.1. تاثیر بار عمودی و نیروی محوری تیر 5.2. تاثیر بر روی نیروی برشی و لنگر خمشی در مفصل 6. نتیجه‏ گیری

مقدمه: وقتی که در مقابل حرکات افقی مانعی به وجود بیاید، تیرهای بتن آرمه و دال ها می‏توانند موجب توسعه نیروی فشار محوری خالص و رفتار قوسی عمده بین مناطق فشاری شوند که به نوبه خود مقاومت بار تیر ودال ها را افزایش می ‏دهند. پارک در تحقیقات خود از یک مدل صلب/ پلاستیک برای بررسی رفتار قوسی فشاری (CAA) دال های بتن آرمه استفاده کرد (1). در این مدل فرض می ‏شود که آرماتور کششی دارای بتن تسلیم و فشاری است و سرانجام موجب دستیابی به کرنش نهایی خواهد شد. علاوه بر آن، تغییر شکل های خمشی تیر در مفصل های پلاستیک بخش های انتهایی تیر متمرکز می ‏شوند در صورتیکه خود تیر در حالت صلب باقی می‏ماند. پس از این مرحله، کوتاه شدن تیر به وسیله نیروی فشار محوری ایجاد می‏ شود که در مدل مورد بررسی قرار گرفته است (2,3). تاثیر شرایط مرزی ناقص مانند چرخش تکیه‏ گاه ها و شکاف های اتصالی در قیدهای افقی به وسیله محققانی مانند گوئیس و همکاران (4) و یو و تان (5) در مدل مطرح گردید. مدل صلب/ پلاستیک بیشتر به سمت لبه الاستیک تیر تغییر شکل یافته با تعیین مقطع طولی کرنشی در سرتاسر بخشهای انتهایی تیر بر طبق روش سازگاری گسترش می ‏یابد که در آن رفتار سخت سازی کرنشی بتن آرمه فیبر با عملکرد بالا در نظر گرفته می ‏شود (6). تا به امروز تاثیر قیدهای محوری و چرخشی نسبت عمق دهانه تیر و نسبت آرماتور بر روی رفتار قوسی فشاری تیرها به خوبی مورد بررسی قرار گرفته است (5). علاوه بر آن، مقاومت شبه استاتیک تیرها بر اساس روش تعادل انرژی مطرح شده به وسیله ایزوالدین و همکارانش محاسبه شده است (7). وی در تحقیقات خود به این نتیجه رسیده است که توسعه رفتار قوسی فشاری موجب افزایش ظرفیت بار شبه استاتیک می‏ شود ولی شکل‏ پذیری تیرها کاهش می‏ یابد و به موجب آن مقاومت شبه استاتیک به صورت حاشیه ‏ای افزایش خواهد یافت (6). هرچند، مطالعات تحلیلی قبلی در ابتدا بر روی رفتار قوسی فشاری تیرهای بتن آرمه با شرایط مرزی نسبتا صلب تمرکز داشتند که در این شرایط پاخورهای ستونی کوتاه با مقاومت های خمشی و برشی کافی در بخش های انتهایی تیرها به وجود می‏ آیند (8-13). در زمینه ارزیابی رفتار ستون های نسبتا لاغر زمانی که در معرض رفتار قوسی فشاری تیرهای پیوسته قرار می‏گیرند، تا کنون تلاش های اندکی صورت گرفته است. نتایج تجربی مربوط به دست آمده از قالب های بتن آرمه نشان می ‏دهند که ستون ها ممکن است گسیختگی برشی را به عنوان نتیجه نیروی برشی اضافی موجود در اتصال های ستون-تیر در نظر بگیرند (14-16). بنابراین، ارزیابی مقاومت های ستون های جانبی و مفصلهای ستون- تیر رفتار قوسی فشاری تیرهای اتصالی امری ضروری خواهد بود. این مقاله یک مطالعه تحلیلی مربوط به رفتار قالب های بتن آرمه و ستونهای واقعی متصل به تیرهای پل بندی را ارائه می ‏نماید. علاوه بر آن یک مدل تحلیلی رفتار قوسی فشاری قالب های بتن آرمه هم مورد بررسی قرار گرفته است. در این مدل شرایط سازگاری مربوط به تیرهای پل بندی که به وسیله یو و تان (5) پیشنهاد شده مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین کرنش و نیروهای موجود در آرماتور فولادی و بتن، روش کانگ و تان(6) به کار گرفته شد، همچنین به سختی جانبی و چرخشی ستون ها هم توجه گردید. محققان در این تحقیق از مدل صلب- پلاستیک برای تعیین سختی ستونهای بتن آرمه استفاده کردند. مدل تحلیلی رفتار قوسی فشاری با توجه به نتایج به دست آمده در تحقیقات کانگ و تان (14-17)، یو (18) و سادک و همکارانش (15) تایید و مورد توجه محققان بسیاری قرار گرفت. در مراحل پایانی تحقیق، مطالعات پارامتری برای بررسی پارامترهای مهم موجود در ستونهای خمشی بالقوه و گسیختگی برشی ستونها انجام شدند. به نیروی برشی موجود در اتصالات تیر-ستون و لنگر خمشی که برروی ستون ها اعمال می‏ شود باید توجه زیادی کرد، همچنین باید برای به دست آوردن اطلاعات مربوط به گسیختگی بالقوه ستون هایی تلاش کرد که در معرض رفتار قوسی فشاری تیرهای مجاور قرار دارند.

Introduction: When restrained against horizontal movements, reinforced concrete beams and slabs can develop significant net axial compression force and arch action between compression zones, which in turn enhances the load resistance of beams and slabs. Park proposed a rigid-plastic model for estimating the compressive arch action (CAA) of reinforced concrete slabs [1]. It was assumed in the model that tensile reinforcement has yielded and compressive concrete attains its ultimate strain. Besides, flexural deformations of the beam are concentrated at the plastic hinges at the beam ends, whereas the beam segment itself remains rigid. Thereafter, shortening of the beam induced by axial compression force was introduced to the model [2,3]. The effects of imperfect boundary conditions, such as rotation of supports and connection gaps in horizontal restraints, were also incorporated in the model by Guice et al. [4] and Yu and Tan [5]. The rigid-plastic model was further extended to the elastic stage of the deformed beam by determining the strain profile across the beam end sections according to compatibility [6], in which strain-hardening behaviour of high performance fibre-reinforced concrete was taken into consideration as well. To date, the effects of axial and rotational restraints, beam span-depth ratio and reinforcement ratio on the CAA of beams have been well investigated [5]. Furthermore, pseudostatic resistance of beams was calculated based on the energy balance method proposed by Izzudin et al. [7]. It was concluded that development of CAA increases the quasi-static load capacity but reduces the ductility of beams, thereby enhancing the pseudo-static resistance marginally [6]. However, focus of previous analytical studies was primarily placed on the CAA of reinforced concrete beams with fairly rigid boundary conditions, in which stocky column stubs with sufficient flexural and shear resistances were provided at the ends of beams [8–13]. Limited effort was made to evaluate the behaviour of comparatively slender columns when subject to CAA in the adjoining beams. Experimental results of reinforced concrete frames demonstrate that columns may exhibit shear failure as a result of additional shear force in the beam-column joints [14–16]. Therefore, it is imperative to assess the resistances of side columns and beam-column joints under CAA in the connecting beams. This paper presents an analytical study on the behaviour of reinforced concrete frames with realistic columns adjoining to bridging beams. An analytical model for CAA of reinforced concrete frames is introduced. In the model, the compatibility condition for bridging beams developed by Yu and Tan [5] is adopted in the study. To determine the strains and forces in steel reinforcement and concrete, the method proposed by Kang and Tan [6] is utilised, and lateral and rotational stiffness of columns is considered. A rigid-plastic model is also derived to determine the stiffness of reinforced concrete columns. The analytical model for CAA is validated against experimental results of Kang and Tan [14,17], Yu [18] and Sadek et al. [15] and reasonably good agreement is achieved. Finally, parametric studies are conducted to investigate the dominant parameters on potential flexural and shear failure of columns. Special attention is paid to the shear force in beam-column joints and bending moment acting on columns, endeavouring to gain insight into the potential failure mode of columns subject to CAA in adjacent beams.

بخشی از ترجمه مقاله (صفحه 22 و 23 فایل ورد ترجمه)