Сдвиговое поведение одиночной отливки

Jul 24, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 13308 (2022) Цитировать эту статью

1077 Доступов

1 Цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Анкер, несущий мост, передает различные нагрузки от пролетного строения на подземное строение. Большинство анкеров обычно проектируются без учета таких характеристик, как бетонный постамент, затирка и гнездо для анкера. В этом исследовании изучалось поведение анкеров на сдвиг в зависимости от краевого расстояния, глубины заделки, прочности бетона на сжатие и высоты бетонного постамента, чтобы моделировать практические характеристики несущих анкеров моста. Фактическая прочность анкера на сдвиг отличается от значений прочности на сдвиг, рассчитанных по ACI 318 и EN 1992-4; в частности, в этих нормах недооценивается важность глубины заделки. Увеличение высоты бетонного постамента отрицательно влияет на способность к сдвигу из-за концентрации напряжений. Раствор разрушается до возникновения локальных повреждений в бетоне, что приводит к возникновению вторичного момента. В результате наблюдается эффект рычага уровня. На основе анализа смещения раствора и бетона предложено уравнение, которое может предсказать относительную степень растрескивания бетона. Высокая деформация возникает в хомутах рядом с анкером, и на поведение деформации больше влияет глубина заделки, чем расстояние до края. Сравнение полученных и аналитически оцененных разрушающих нагрузок путем расчетов в соответствии с EN 1992-4, моделью Шмида и моделью Шармы было проведено для учета влияния дополнительного армирования. Наконец, расчетное уравнение прочности бетона на прорыв модифицируется для более точного прогнозирования сопротивления сдвигу анкера, несущего мост.

Общие анкеры, подвергающиеся растягивающим и сдвиговым нагрузкам, которые в конечном итоге отражаются в нормах проектирования, были тщательно изучены1,2,3. На основе баз данных, разработанных в ходе предыдущих исследований, якоря были введены в ACI 349 (Приложение B)4. Однако ACI 349 представляет уравнение, которое напрямую коррелирует поведение при разрушении анкерной системы с ее упругим и пластическим поведением. Это приводит к переоценке поведения анкерной системы при разрушении, а не фактического поведения. Фукс и др. предложил метод расчета емкости бетона (CCD), учитывающий свойства разрушения бетона5. На основании экспериментальных результатов приведена теоретическая формула, зависящая от механики линейно-упругого разрушения. Метод CCD обеспечивает теоретическую основу для действующих стандартов ACI 318 и EN 1992-4, которые содержат стандарты проектирования бетонных анкеров.

Поведение высокопрочных анкеров большого диаметра было тщательно изучено с целью дальнейшего обеспечения устойчивости их применения, главным образом, на атомных электростанциях6,7. Кроме того, были проведены различные исследования анкеров, установленных после установки, которые используются для реконструкции и восстановления, а также анкеров, залитых на месте, установленных до затвердевания бетона8,9. Сдвиговое поведение якорных групп, имеющих разную конфигурацию, также было тщательно изучено с учетом различных экспериментальных исследований10,11,12,13,14. В последнее время было проведено множество исследований анкеров с использованием армирующих стержней из армированного волокном полимера (FRP) с развитием технологии FRP15. Кроме того, также проводятся различные исследования, такие как поведение анкерных систем из сталефибробетона (SFRC) для повышения прочности бетона на растяжение и прогнозирование прочности анкеров при работе машин16,17,18. Поведение одиночных и анкерных групп в СФБ на сдвиг и растяжение оценивается путем предоставления соответствующих рекомендаций по проектированию19.

Анкер, несущий мост, является важной системой для передачи различных нагрузок, таких как нагрузки от транспортных средств и ветровые нагрузки, от надстройки к основанию. Подшипник должен быть полностью подсоединен, чтобы растягивающее напряжение, напряжение сдвига и напряжение изгиба могли передаваться на бетон основания через анкерную систему подшипников моста20. Несущий анкер моста имеет такие характеристики, как бетонный постамент, установленный на опорной конструкции, подсыпка из раствора на бетонном основании и анкерная втулка, заделанная в бетон, как показано на рис. 121. Подкладка из раствора выравнивает любой наклон поверхности опоры. Он также защищает участок крепежных болтов между бетоном и нижней частью опорной плиты22. Бетонный постамент представляет собой небольшую часть по сравнению с устоем; однако он играет важную роль в качестве элемента конструкции, который безопасно передает нагрузки за счет несущей способности бетона. Хотя было проведено множество исследований бетонного постамента, локальные разрушения опоры моста еще предстоит четко решить23. В несущих анкерах мостов преимущественно применяют литые стальные втулки круглой формы без спирали. Анкерная муфта обладает характеристиками компонента, который легко заменить после повреждения анкерных болтов. Большинство предыдущих исследований были сосредоточены на анкерах, которые вставляются непосредственно в бетон без анкерных гнезд; однако поведение анкеров, использующих анкерные гнезда, на сдвиг еще не оценивалось.