Effect of load level of corner columns on punching shear resistance of flat slabs

• Autorzy: Gołdyn Michał , Urban Tadeusz

Identyfikatory

DOI

10.35784/bud-arch.2123

Warianty tytułu

PL

Wpływ obciążenia słupa narożnego na nośność płyt płaskich z uwagi na przebicie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problem related to the effect of the corner column load on the punching shear resistance of the slab was presented. Existing experimental studies on internal columns demonstrated that the column pressure could lead to an increase in the punching shear resistance. Because of different confinement conditions of corner column-slab connection joints, it is unclear if such an effect exists for corner columns. New experimental investigations were initiated to clarify this issue. They covered a total of three corner column-slab connection specimens – slabs with a thickness of 140 mm and a longitudinal reinforcement ratio ρl = 1.09% connected with columns of a cross-section of 200×200 mm. The only variable parameter was the column load equal to 500, 1000 and 1500 kN. A reduction of the slab load-carrying capacity of about 9% due to a three-fold increase in the column load was noted. Therefore, the effect of the column load turned out to be opposite to that observed for most previous tests on internal column-slab connections, which could have a result of a limited capacity of the slab reinforcement due to additional tensile forces from the lateral expansion of joint concrete. Comparison in the light of test results demonstrated, that EN 1992-1-1 procedure allowed for safe, yet conservative estimation of the punching shear resistance. An average ratio of experimental to theoretical load of 1.82 was obtained.

PL

W artykule przedstawiono zagadnienie wpływu obciążenia słupa narożnego na nośność płyty na przebicie. Dotychczasowe, nieliczne badania eksperymentalne dotyczące słupów wewnętrznych wykazały, iż nacisk słupa może prowadzić do zwiększenia nośności na przebicie. Z uwagi na odmienne warunki skrępowania węzłów skrajnych połączeń płytowo-słupowych konieczne było jednak zweryfikowanie tego efektu w odniesieniu do slupów narożnych. W tym celu wykonano i zbadano trzy modele połączeń płytowo-słupowych, wykonanych w skali. Wszystkie modele charakteryzowały się jednakową geometrią i zbrojeniem. Płyty o grubości 140 mm i stopniu zbrojenia podłużnego ρl = 1,09% połączone były ze słupami o przekroju 200×200 mm. Jedyny parametr zmienny stanowiło obciążenie słupa, równe 500, 1000 oraz 1500 kN. Wskutek trzykrotnego zwiększenia obciążenia słupa odnotowano zmniejszenie nośności na przebicie o około 9%. Efekt obciążenia słupa na nośność płyty okazał się zatem przeciwny do obserwowanego w przypadku większości badań połączeń wewnętrznych, czego przyczyny należy upatrywać w ograniczeniu nośności zbrojenia podłużnego płyty ze względu na odkształcenia poprzeczne betonu węzła. Porównanie wyników badań z obliczeniami według EN 1992-1-1 wykazało, iż procedura normowa pozwoliła na bezpieczne, aczkolwiek konserwatywne oszacowanie nośności modeli. Uzyskano bowiem średni stosunek nośności eksperymentalnej do teoretycznej równy 1,82.

Słowa kluczowe

EN

column-slab connection; punching shear; lateral expansion; membrane action; normal stress

PL

połączenia płyta-słup; przebicie; odkształcenia poprzeczne; efekt membranowy; naprężenia normalne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 19, no 3
• Strony: 44--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fig.

Twórcy

autor

Gołdyn Michał

• Department of Concrete Structures; Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering; Lodz University of Technology; 6 Politechniki Avenue, 93-590 Łódź Poland

autor

Urban Tadeusz

• Department of Concrete Structures; Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering; Lodz University of Technology; 6 Politechniki Avenue, 93-590 Lodz; Poland

Bibliografia

• 1. Urban T. S. and Gołdyn M. M., “Behaviour of eccentrically loaded high-strength concrete columns intersected by lower-strength concrete slabs,” Structural Concrete, vol. 16, no. 4, (Dec. 2015), pp. 480–495. https://doi.org/10.1002/suco.201400114
• 2. Gołdyn M. et al., “Carrying Capacity of Axially Loaded HSC Columns Intersected by NSC Slab,” Architecture • Civil Engineering • Environment – ACEE, vol. 8, no. 3, (2015), pp. 51–60.
• 3. Guidotti R. et al., “Crushing and flexural strength of slab-column joints,” Engineering Structures, vol. 33, no. 3, (Mar. 2011), pp. 855–867. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2010.12.007
• 4. Guidotti R. et al., “Durchstanzen von Flachdecken bei hohen Stützenlasten,” Beton- und Stahlbetonbau, vol. 105, no. 1, (Jan. 2010), pp. 19–26. https://doi.org/10.1002/best.200900066
• 5. Clément T. et al., “Influence of prestressing on the punching strength of post-tensioned slabs,” Engineering Structures, vol. 72, (Aug. 2014), pp. 56–69. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2014.04.034
• 6. Ramos A. P. et al., “The effect of the vertical component of prestress forces on the punching strength of flat slabs,” Engineering Structures, vol. 76, (Oct. 2014), pp. 90–98. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2014.06.039
• 7. Urban T., Przebicie w żelbecie: wybrane zagadnienia. Łódź: Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka, 2005.
• 8. EN 1992-1-1: Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings, Brussels: European Committee for Standardisation, 2004.
• 9. Gołdyn M. and Urban T., “Komentarz do zasad obliczania płyt na przebicie w strefie słupów narożnych według Eurokodu 2,” Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, vol. 64, no. 3, (2017), pp. 235–245. https://doi.org/10.7862/rb.2017.118

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).