Бетонные стены, ослабленные отверстиями в качестве компрессионных элементов

Бетонные стены, ослабленные отверстиями в качестве компрессионных элементов.

1. Введение

Устойчивое социальное развитие требует безопасного, функционального и прочного построение окружающей среды. Много структур по всему миру изготавливаются из железобетона (далее – RC), большинство из которых были построены до 1970 года [1]. Функциональные изменения этих структур характерны, потому что существующим структурам необходимо часто приспосабливаться к имеющемуся текущему уровню жизни.

Такие изменения могут включать добавление новых окон или дверей, путей для вентиляции и системы отопления, которые требуют под себя наличие отверстий, вырезанные в структурных стенах. Эти отверстия можно разделить на три типа, а именно: 1. уже существующие отверстия, 2. существующие отверстия, которые были увеличены и 3. вновь созданные отверстия. Создание или изменение отверстий в стенах может изменять распределение напряжений внутри стены, отрицательно влияя на их поведение. Считается, что последствиями малых отверстий могут часто пренебрегать, в то время как наличие большого отверстия обычно значительно изменяет структурную систему [2]. Однако в существующей литературе в настоящее время нет четких разграничений границ между малыми и большими отверстиями.

Экспериментальные исследования показали, что резка отверстия в стене RC уменьшает свою предельную емкость нагрузки, требуя стена, подлежащая модернизации [3,4]. Обычно, для укрепления RC стены с отверстиями используются два метода — это либо создают рамку вокруг отверстия с помощью RC/стальных элементов [5], либо увеличивают толщину поперечного сечения [6]. Оба метода увеличивают вес усиленных элементов и могут причинить существенные неудобства, ограничивая использование структуры во время ремонта. Превосходная альтернатива, которая была успешно использована в различных контекстах [7-10], это использовать армированные волокном полимеры (далее – АВП) как внешне скрепленный материал. Этот метод требует, чтобы тонкий пластик или стойки были прикреплены к поверхности структуры с помощью клея для формирования комбинированного материала.

Следующие разделы обеспечивают обзор современной стены методами проектирования, включенными в различные коды проектирования [11-14]. Два разных метода проектирования могут быть определены в этих документах: 1. упрощенный метод проектирования и 2. метод, основанный на теории продольного изгиба; последние, возможно, более рациональный подход. Хотя упрощенный метод прост в применении, его применимость становится ограниченной, когда необходимо учитывать боковые нагрузки, потому что в таких случаях равнодействующая всей нагрузки на стену должна располагаться в пределах средней трети ее общей толщины. В результате, суммарный эксцентриситет нагрузки не должен превышать одну шестую толщины стены. В этом случае стены могут считаться разумно концентрический нагруженными [15]. Тот способ продольного изгиба представляет собой возможную альтернативу, которая обеспечивает большую точность результатов. Цель этой статьи — рассмотреть значительные успехи, которые были достигнуты в процессе проектирования бетонных стен, как с, так и без отверстий, которые подвергаются эксцентричный осевой нагрузке. Дополнительно, суть работы АВП — это усиление стен, о котором рассказывается на основе ранее проведенных исследований. Коды проектирования и научные исследования со всего мира были приняты в учет в анализе. Выделено несколько аспектов, включая размер и положение отверстий, а также роли граничных условий и геометрические характеристики стены (т. е. E. стройность k = H / t, соотношение д = ч/л и соотношение толщины г = л/т, где h, l и T представляют собой высота, длина и толщина стены соответственно). Статистический анализ имеющихся моделей проведен на базе данных собранных авторами и представлен в данной работе. Результаты этого исследования дают общее представление о производительности моделей и определяют пробелы исследования. В целом, коды проектирования были найдены, чтобы обеспечили более консервативные результаты, чем последние модели, предложенные в других исследованиях. Исследование укрепления стен RC с отверстиями несомненно все еще на ранней стадии, и в этой отрасли несомненно требуются дальнейшие исследования. Результаты, представленные в данном документе, будут использованы для экспериментальной программы, целью которой является характеристика поведения осевого нагрузки стен ЖБ, усиленных с АВП; результаты этих исследований будут представлены в следующей публикации.