English
Język Polski
Przyczepność między stalą i betonem SCC w słupach zespolonych o przekroju złożonym z obetonowanego dwuteownika HEA 160
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2022.141877Abstrakt
Stalowo-betonowe słupy o przekroju złożonym z obetonowanego dwuteownika stanowią jeden z podstawowych typów słupów zespolonych szeroko stosowanych w budownictwie. Dzięki takim cechom jak: wysoka nośność, sztywność czy też ciągliwość, zyskały na popularności i znalazły zastosowanie jako podpory w obiektach mostowych, konstrukcjach hydrotechnicznych, a także w różnego rodzaju budynkach posadowionych na terenach zagrożonych sejsmicznie. Przekroje złożone z obetonowanego dwuteownika są powszechnie stosowane, np. w podmorskich tunelach Chin. Jednocześnie istotnym zagadnieniem rozważanym w wielu publikacjach jest możliwość wzmocnienia stalowych, skorodowanych słupów, stanowiących podpory mostów w Stanach Zjednoczonych, poprzez ich obetonowanie. W tego typu konstrukcjach, których przekroje są często gęsto zbrojone, a przestrzeń między deskowaniem i stalowym kształtownikiem nieduża, zasadnym wydaje się użycie betonu samozagęszczalnego (SCC z ang. Self-Compacting Concrete). Dlatego Autorki artykuły podjęły się zbadania przyczepności między stalą i betonem samozagęszczalnym w zespolonych słupach o przekroju złożonym z obetonowanego dwuteownika HEA 160. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań przyczepności miedzy stalą i betonem samozagęszczalnym (SCC), elementów złożonych z obetonowanego dwuteownika HEA 160 i porównano je z wynikami uzyskanymi przez elementy wykonane z betonu wibrowanego. W pracy przedstawiono również wpływ wybranych czynników na nośność na ścinanie w płaszczyźnie zespolenia. Analiza wyników badań pokazała, że rozstaw zbrojenia poprzecznego oraz wiek i rodzaj betonu wpływają na nośność na ścinanie w płaszczyźnie zespolenia. Jednocześnie wyniki badań obliczeniowej nośności na ścinanie w płaszczyźnie zespolenia zestawiono z wartościami granicznymi podanymi w normie Eurokod 4. Jak wynika z przeprowadzonej analizy, wszystkie badane elementy uzyskały wyższą wartość naprężeń ścinających w płaszczyźnie zespolenia niż wartość podana w tablicy normowej EC4, zarówno po 28 dniach jak i po badaniu skurczu betonu. Zgodnie z zaleceniami określonymi w normie PN-EN 1994-1-1-2008, wartość obliczeniowych naprężeń ścinających zależy jedynie od rodzaju przekroju elementów ściskanych. Należy podkreślić, że zalecenia normowe dotyczą jedynie elementów wykonanych z betonu zwykłego, ale wydaje się, że nawet w tym przypadku warunki klasyfikacji granicznej nośności na ścinanie τRd wydają się być niewystarczające. W związku z tym wydaje się, że powinny zostać przeprowadzone kolejne badania w celu określenia obliczeniowej nośności na ścinanie dla elementów wykonanych z betonu SCC.Bibliografia
[1] M. Wang, Y. Zhang, L. Yu, Y. Dong, Y. Tian, G. Zhou, “Experimental study on bond-slip behavior between corroded I-shaped steel and concrete in subsea tunnel”, Materials, 2019, vol. 12, no. 18, art. ID 2863, DOI: 10.3390/ma12182863.
[2] Y. Zhang, M. Wang, L. Yu, X. Guo, Z. Wang, Y. Jiang, “Bond-slip behavior between corroded I-shaped steel and concrete in subsea tunnel“, Engineering Failure Analysis, 2021, vol. 120, art. ID 105061, DOI: 10.1016/j.engfailanal.2020.105061.
[3] J. Xue, H. Li, R. Ren, X. Zhang, “The bond behavior of steel reinforced recycled concrete under cyclic reversed load”, Engineering Stuctures, 2021, vol. 248, art. ID 113238, DOI: 10.1016/j.engstruct.2021.113238.
[4] X. Zhang, J. Xue, R. Ren, “Bond capacity between H-shaped steel and recycled concrete under cyclic loading”, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 2021, vol. 30, no. 16, DOI: 10.1002/tal.1890.
[5] M.M. Abdulazeez, B. Shrestha, E. Gomaa, A. Ramadan, M.A. ElGawady, “Bond behaviour of steel H-pile bridge columns encased in concrete jackets”, presented at Conference Transportation Research Board, December, Washington DC, 2018.
[6] X. Qu, Z. Chen, D. Nethercot, L. Gardner, M. Theofanous, “Push-out tests and bond strength of rectangular CFST columns”, Steel and Composite Structures, 2015, vol. 19, no. 1, pp. 21-41, DOI: 10.12989/scs.2015.19.1.021.
[7] M. Szadkowska, E. Szmigiera, “Bond between steel and self-compacting concrete in composite tube columns”, Archives of Civil Engineering, 2017, vol. 63, no. 2, DOI: 10.1515/ace-2017-0021.
[8] X. Wang, Y. Liu, F. Yang, Y. Lu, X. Li, “Effect of concrete cover on the bond-slip behavior between steel section and concrete in SRC structutres”, Construction and Building Materials, 2019, vol. 229, art. ID 116855, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.116855.
[9] H. Zheng, Z. Chen, J. Xu, “Bond behavior of H-shaped steel embedded in recycled aggregate concrete under push-out loads”, International Journal of Steel Structures, 2016, vol. 16, no. 2, pp. 347-360, DOI: 10.1007/s13296-016-6008-y.
[10] C. Liu, Z. Lv, G. Bai, Y. Yin, “Experiment study on bond slip behaviour between section steel and RAC in SRRC structures”, Construction and Building Materials, 2018, vol. 175, pp. 104-114, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.120.
[11] C. Liu, L. Xing, H. Liu, Z. Quan, G. Fu, J. Wu, Z. Lv, C. Zhu, “Numerical study of bond slip between section steel and recycled aggregate concrete with full replacement ratio”, Applied Sciences, 2020, vol. 10, no. 3, DOI: 10.3390/app10030887.
[12] G. Bai, J. Ma, B. Liu, X. Chen, “Study on the interfacial bond slip constitutive relations of I-section steel and fully recycled aggregate concrete”, Construction and Building Materials, 2020, vol. 238, art. ID 117688, pp. 1-13, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117688.
[13] L. Chen, S. Wang, C. Yin, S. Li, “Experimental study on constitutive relationship between checkered steel and concrete”, Construction and Building Materials, 2019, vol. 210, pp. 483-498, DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2019.03.164.
[14] M. Pecce, F. Ceroni, “Bond tests of partially encased composite columns”, Advanced Steel Construction, 2010, vol. 6, no. 4, pp. 1001-1018.
[15] E. Szmigiera, P. Woyciechowski, “Influence of the compaction method on the bond between steel and concrete in composite columns”, Periodica Polytechnica - Civil Engineering, 2013, vol. 57, no. 2, pp. 129-137, DOI: 10.3311/ppci.7169.
[16] E. Szmigiera, “Verbund zwischen Stahl und Selbstverdichtendem Beton in Verbundstützen”, Stahlbau, 2012, vol. 81, no. 8, pp. 616-620, DOI: 10.1002/stab.201201591.
[17] M. Szadkowska, E. Szmigiera, “Analysis of shrinkage influence on bond in CFST elements filled with SCC”, Journal of Constructional Steel Research, 2021, vol. 184, art. ID 106824, DOI: 10.1016/j.jcsr.2021.106824.
[18] B. Grzeszykowski, M. Szadkowska, E. Szmigiera, “Analysis of stress in steel and concrete in CFST push-out test samples”, Civil and Environmental Engineering Reports, 2017, vol. 26, no. 3, pp. 145-159, DOI: 10.1515/ceer-2017-0042.
[19] EN 1994-1-1 Eurocode 4 - Design of composite steel and concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings European Committee of Standardization, Brussels, Belgium, 2004.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
