دانلود رایگان ترجمه مقاله رفتار فولاد تقویت کننده شامل اثر کمانش (ASCE سال 1999)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

برنامه تجربی و روش انجام آزمایش
یک سری آزمایش یک جهته و چرخه ای روی میلگرد در دانشگاه بین المللی مکزیکو برای مطالعه پایداری میلگرد صورت گرفته است. میلگرد های استفاده شده در این آزمایش از میلگرد های تجاری در دسترس در مکزیکو و از همان نوعی بودند که در آزمایش قبلی یک جهته انجام یافته توسط (Rodriguez and Botero 1995) استفاده شده بود. رفتار تنش-کرنش این میلگرد ها مطابق با بیشتر مشخصات استاندارد ASTM 706 بودند، که یک مقاومت تسلیم حداقل 415 MPA و مقاومت کششی حداقل 550 MPA را مقرر می کند. کنترل دیگر روی مشخصات مقاومت کششی اینست که مقاومت کششی نمی تواند از 1.25 برابر مقاومت تسلیم حداقل کمتر باشد.
میلگرد های با قطر 16mm از میلگرد های با قطر 31 mm مطابق با استاندارد ASTM (1983) تولید شدند. شکل 4 نشان دهنده مشخصات هندسی معمول میلگرد های تست شده در این تحقیق را نشان می دهد.
یک پارامتر مهم در پایداری میلگرد در المان های RC نسبت فاصله تکیه گاه جانبی، Sh، به قطر میلگرد،D ، می باشد. در نمونه های آزمایشی، Sh با طول نمونه نشان داده شده است (شکل 4). نسبت های Sh/D انتخاب شده در این آزمایش 2.5، 4، 6، و 8 بودند، که می تواند حاکی از فاصله رایج خاموت ها در طراحی المان های RC مطابق با آیین نامه های رایج برای مناطق لرزه خیز، باشد. تعداد کل نمونه های تست شده برای آزمایش یک جهته و چرخه ای به ترتیب 10 و 26 عدد نمونه می باشد.
آزمایش ها با استفاده از یک ماشین آزمایش یک محوری مدل MTS-810 انجام شدند. نمونه ها در هر دو انتها مطابق شکل 5 گیردار بودند. در شکل 5 همچنین قابل مشاهده است، کرنش ها در نمونه های آزمایش توسط کرنش سنج نصب شده در طرف مخالف نمونه ها با طول ثابت گیج 30 cm(شکل 4)، اندازه گیری شدند. این کرنش سنج دارای دقت کافی برای ارزیابی نقطه آغاز کمانش می باشد، که، همانطور که بعدا بحث می شود، با استفاده از اختلاف بین داده های خوانده شده از کرنش سنج های قرار داده شده در دو طرف extensometer ، تعریف شده است. آزمایش یک جهته در فشار یک مدت زمانی هدف حدود 3 دقیقه داشت. آزمایشات چرخه ای، از نوع سینوسی با فرکانس 0.005 هرتز، یک آزمایش کنترل تغییر مکان با دو سیکل برای هر سطح کرنش محوری حداکثر انجام شدند. تعداد سیکل هدف برای این سطوح کرنش قبل از کمانش 3 بود.
دو چرخه تاریخچه کرنش در نظر گرفته شده برای آزمایش چرخه ای برای نمایش تاریخچه کرنش چرخه ای در نظر گرفته شد که میلگرد طولی ستونها یا تیرها ممکن است طی زلزله قرار بگیرند. در یک ستون در معرض خمش چرخه ای، معمولا موقعیت محور طبیعی نزدیک به وسط ارتفاع مقطع است، که برای افزایش جابجایی جانبی منجر به افزایش کرنش در محدوده کشش و فشار می شود. در یک تیر RC در معرض خمش چرخه ای، معمولا محور طبیعی نزدیک به تار انتهایی در فشار است، با کرنش های کم برای فولاد در فشار. بر پایه آنالیز ممان-انحناء مقاطع معمولی تیرها و ستون ها(Rodriquez 1999)، مقادیر معمول در این مطالعه برای نسبت Ɛm- Ɛm+/انتخاب شده ، که Ɛm+ و Ɛm- به ترتیب حداکثر کرنش کششی و فشاری یک میلگرد در یک چرخه کرنش می باشند. برای نمایش یک تاریخچه کرنش لرزه ای در یک ستون، نسبت مد نظرتقریبا برابر با 1 در 7 نمونه و 2.3 در 13 نمونه در نظر گرفته شد. یک تاریخچه بارگذاری معمولی برای نوع دوم آزمایش در شکل 6 نمایش داده شده است. برای یک تیر، پارامتر Ɛm- حدودا صفر تنظیم شد; که به این معنی است که نمونه-های این مورد فقط در معرض چرخه کشش قرار گرفته اند. این نوع تاریخچه کرنش در 5 نمونه اعمال شد.
خلاصه ای از نمونه ها و مشخصات اصلی برای آزمایشات یک جهته و چرخه ای انجام شده در این مطالعه در جدول 1 نشان داده شده است. یک مستندسازی کامل داده های آزمایشگاهی می تواند در جای دیگری پیدا شود . (Rodriguez and Botero 1998)
آزمایشات یک جهته در فشار
تعریف شروع کمانش
تغییر پذیری قابل توجه تعریف شروع کمانش در یک آرماتور بر پایه فقط مشاهدات مورد انتظار است، چون مشاهده کنندگان مختلف یک آزمایش ممکن است نشان دهنده شروع های مختلف کمانش باشند. برای اجتناب از این تنوع، در این تحقیق تعریف شروع کمانش بر پایه رویکرد تجربی بود. این رویکرد خواهان استفاده از داده های خوانده شده کرنش در سمت های مخالف نمونه می باشد، از جمله Ɛ1 و Ɛ2، که توسط کرنش سنج ها گرفته می شوند. کرنش Ɛ1 در طول یک تاری از مقطع اندازه گیری شد که در کمانش در معرض یک افزایش در فشار قرار گرفته است (سمت مقعر)، و کرنش Ɛ2 در طول تاری از مقطع اندازه گیری شد که در معرض یک کاهش فشار قرار گرفته شده است (سمت محدب). با توجه به بحث بالا، شروع کمانش وقتی تعریف شد که Ɛ2-Ɛ1 برابر یا بزرگتر از 20% Ɛ1 بود.
چون قبل از انجام آزمایش دانستن جهت کمانش نمونه ممکن نبود، کرنش سنج ها نباید در این جهت قرار بگیرند. با این حال، خارج از تعداد کل نمونه های آزمایش، فقط دو نمونه در جهت دور از محل قرار گیری کرنش سنج ها اتفاق افتاد. این موارد در نمونه های کلی آنالیز در نظر گرفته نشدند، که مشخصات آنها در جدول 1 نشان داده شده است.

نتایج تجربی
بارهای محوری اندازه گیری شده در آغاز کمانش، همانند بحث قبلی تعریف شدند و در روابط تنش های بی بعد بیان شده اند، در شکل 7 نمایش داده شده است. این نتایج مطابق با چندین نسبت Sh/D برای 10 نمونه در نظر گرفته شده در این آزمایش می باشند (جدول 1). 3 مورد از این نمونه ها، با نسبت 2.5، کمانش نمی کنند. شکل 8 کرنش های محوری اندازه گیری شده در آغاز کمانش را نشان می دهد، Ɛp، برای آزمایشات یک جهته همان نمونه ها، به عنوان تابعی از نسبت Sh/D.
داده تنش نشان داده شده در شکل 7 میتواند با مقادیر پیشبینی شده با استفاده از مدل عددی برای تنش فشاری شروع کمانش، fp، بر پایه تئوری مدول کاهش یافته مقایسه شود.
که در آن Er مدول کاهش یافته و K ضریب طول مؤثر می باشد. برای محاسبه fp از رابطه 6، یک نمودار تنش-کرنش یک جهته میلگرد در فشار با استفاده از روابط 4 و 5 تعریف شد، که منجر به پارامترهای کنترل تنش-کرنش به صورت زیر شد:
fyc= -457MPA; fsuc= -916MPA; Ɛshc= -0.0081; Ɛsuc= -0.1048; و Pc= 2.092.
حرف c نشان می دهد که پارامترها مطابق با نمودار تنش-کرنش فشاری یک جهته بوده، و علامت منفی نشانگر با تنش یا کرنش منفی می باشد. با استفاده از مقادیر پیشبینی شده برای fp، کرنش متناظر Ɛp نشان داده شده در شکل 8 با نمودار تنش-کرنش یک جهته یک میلگرد کوتاه در فشار ارزیابی شد.
نتایج به دست آمده با استفاده از روش بالا برای چندید مقدار K در شکل 7 و 8 نشان داده شده است.می-توان مشاهده کرد که استفاده از مقدار 0.75 برای K منجر به هم پوشانی خوبی بین نتایج به دست آمده با استفاده از تئوری مدول مماسی و نتایج تجربی می شود. این مقدار K نشان می دهد که وضعیت انتهایی نمونه-های آزمایش بین وضعیت مفصلی کامل و گیرداری کامل می باشد.