इंसुलेटेड कंक्रीट दीवार पैनलों में उपयोग के लिए लचीले कनेक्टर के यांत्रिक गुणों का निर्धारण
Summary
हम एक परीक्षण प्रोटोकॉल का प्रस्ताव करते हैं जिसे पूर्ण पैमाने पर इंसुलेटेड पैनल व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए इंसुलेटेड कंक्रीट दीवार पैनलों के डिजाइन में उपयोग के लिए कतरनी कनेक्टर के यांत्रिक गुणों का आकलन करने के लिए व्यापक रूप से उपलब्ध विश्लेषणात्मक तरीकों के साथ जोड़ा जा सकता है।
Abstract
इस दस्तावेज़ में निरंतर और असतत इंसुलेटेड कंक्रीट सैंडविच वॉल पैनल (आईसीएसडब्ल्यूपी) दोनों के लिए उपयुक्त एक गैर-मानक, डबल-कतरनी परीक्षण करने के लिए सिफारिशें शामिल हैं। इस तरह का एक मानकीकृत परीक्षण मौजूद नहीं है, लेकिन इस और इसी तरह के परीक्षणों के कई पुनरावृत्तियों को साहित्य में सफलता की अलग-अलग डिग्री के लिए किया गया है। इसके अलावा, साहित्य में परीक्षण शायद ही कभी विस्तार से वर्णित होते हैं या परीक्षण, डेटा विश्लेषण या सुरक्षा प्रक्रियाओं के संबंध में विस्तार से चर्चा की जाती है। यहां एक परीक्षण नमूना कॉन्फ़िगरेशन की सिफारिश की गई है, और विविधताओं पर चर्चा की गई है। लोड बनाम विस्थापन डेटा से महत्वपूर्ण यांत्रिक गुणों की पहचान की जाती है, और उनके निष्कर्षण का विवरण दिया जाता है। डिजाइन के लिए परीक्षण डेटा का उपयोग, जैसे कि कनेक्टर्स की कठोरता का निर्धारण करने के लिए, संक्षेप में यह दिखाने के लिए प्रदर्शित किया जाता है कि आईसीएसडब्ल्यूपी विक्षेपण और क्रैकिंग व्यवहार की गणना कैसे की जा सकती है। पैनलों की ताकत व्यवहार पूर्ण भार बनाम विस्थापन वक्र या केवल अधिकतम कनेक्टर ताकत का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। कमियों और अज्ञातताओं को स्वीकार किया जाता है, और महत्वपूर्ण भविष्य के काम को चित्रित किया जाता है।
Introduction
इंसुलेटेड कंक्रीट सैंडविच वॉल पैनल (आईसीएसडब्ल्यूपी) में दो कंक्रीट परतों के बीच रखा इन्सुलेशन की एक परत होती है, जिसे अक्सर वाइथ्स कहा जाता है, जो सहक्रियात्मक रूप से लिफाफे या लोड-असरपैनलों के निर्माण के लिए थर्मल और संरचनात्मक रूप से कुशल घटक प्रदान करते हैं 1 (चित्रा 1)। थर्मल दक्षता पर तेजी से बदलते निर्माण उद्योग और नए बिल्डिंग कोड नियमों के अनुकूल होने के लिए, प्रीकास्टर पतली कंक्रीट परतों और उच्च थर्मल प्रतिरोध के साथ मोटी इन्सुलेशन परतों के साथ आईसीएसडब्ल्यूपी का निर्माण कर रहे हैं; इसके अतिरिक्त, डिजाइनर थर्मल औरसंरचनात्मक प्रदर्शन को बढ़ाते हुए समग्र निर्माण लागत को कम करने के लिए कंक्रीट वाइथ्स की आंशिक रूप से समग्र बातचीत के लिए अधिक परिष्कृत तरीकों का उपयोग कर रहे हैं। हालांकि यह ज्ञात है कि संरचनात्मक दक्षता काफी हद तक कंक्रीट परतों के बीच संरचनात्मक संबंध पर निर्भर करती है और यह कि बाजार पर कई मालिकाना कतरनी कनेक्टर उपलब्ध हैं, उन कनेक्टर्स के यांत्रिक गुणों की जांच करने के लिए साहित्य में कोई मानकीकृत परीक्षण प्रोटोकॉल मौजूद नहीं है। उपलब्ध कनेक्टर्स उनकी ज्यामिति, सामग्री और विनिर्माण में व्यापक रूप से भिन्न होते हैं, इसलिए उनके यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने के लिए एक एकीकृत विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण प्राप्त करना मुश्किल है। इस कारण से, कई शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में अपने स्वयं के अनुकूलित सेटअप का उपयोग किया है जो सेवा और शक्ति सीमा राज्योंमें कनेक्टर्स के मौलिक व्यवहार की नकल करने की कोशिश करते हैं। हालांकि, उनमें से केवल दो परीक्षण मूल्यांकन योजना 5,8 का हिस्सा हैं, बावजूद इसके कि वे आकार, कठोरता और भौतिक संरचना में उनकी व्यापक भिन्नता के कारण कनेक्टर्स की सभी श्रेणियों के लिए उपयोगी नहीं हैं।
चित्र 1: सैंडविच दीवार पैनल नमूने की विशिष्ट संरचना. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.
इन कनेक्टर्स का परीक्षण करने के लिए एक सामान्य विधि यह है कि अक्सर कनेक्टर्स की एक पंक्ति या दो पंक्तियों के साथ एकल कतरनी कहा जाता है, जैसा कि पहलेवर्णित 3,11,12 है, जो अक्सर एएसटीएम ई 488 पर आधारित होता है, जो एक ठोस एंकर परीक्षण मानक13 है। एएसटीएम ई 488 की आवश्यकता नहीं है, लेकिन सुझाए गए परीक्षण सेटअप के चित्रों के माध्यम से दृढ़ता से तात्पर्य है, कि कंक्रीट के एक निश्चित आधार से निकले एकल एंकर का परीक्षण किया जाएगा। एक बार नमूनों का परीक्षण करने के बाद, लोड बनाम विस्थापन वक्रों का एक सेट प्लॉट किया जाता है, और अंतिम लोचदार भार (एफयू) और लोचदार कठोरता (के0.5 फू) के औसत मान ऐसे वक्रों से प्राप्त किए जाते हैं। इस दृष्टिकोण का उपयोग करने के मुख्य लाभों में से एक यह है कि यह कम परिवर्तनशीलता वाले परिणाम पैदा करता है और बड़े प्रयोगशाला स्थानों या कई सेंसर14 की आवश्यकता नहीं है। एक अलग दृष्टिकोण में उन पैनलों 6,7,14,15,16 के डिजाइन में उपयोग के लिए यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने के लिए डबल कतरनी में एक वायथे कनेक्टर लोड करना शामिल है। परिणामी डेटा को उसी तरह से संसाधित किया जाता है, और अंतिम लोचदार भार (एफयू) और लोचदार कठोरता (के0.5 फू) के औसत मूल्य परीक्षण से प्राप्त किए जाते हैं। यद्यपि इस परीक्षण दृष्टिकोण में अधिक सामग्री का उपयोग करना शामिल है और अधिक सेंसर की आवश्यकता होती है, लेकिन प्रयोगशाला में लोडिंग और सीमा की स्थिति को लागू करना आसान है।
परीक्षण की दो शैलियाँ नाटकीय रूप से अलग नहीं लगती हैं, लेकिन एक पूर्ण पैमाने पर पैनल में कनेक्टर व्यवहार की नकल करने की उनकी क्षमता के आधार पर अलग-अलग परिणाम उत्पन्न करती हैं। सिंगल-कतरनी, सिंगल-पंक्ति टेस्ट सेटअप एक चुटकी कार्रवाई पैदा करता है, जैसा कि चित्रा 2 बी, सी में प्रदर्शित किया गया है, और एक अतिरिक्त पलटने का क्षण, जैसा कि पहले14,17 वर्णित है, जो पूर्ण पैमाने पर पैनल में मौजूद नहीं होगा। डबल कतरनी इस पूर्ण पैमाने पर व्यवहार की नकल करने का बेहतर काम करती है- यह केंद्रीय वाइथ के सापेक्ष बाहरी वाइथ्स के शुद्ध कतरनी अनुवाद को मॉडल करती है। नतीजतन, विश्लेषणात्मक तरीकों में नियोजित डबल-कतरनी मूल्यों को ऐसे परिणाम उत्पन्न करने के लिए दिखाया गया है जो प्रतिनिधि इंसुलेटेड दीवार पैनलोंके बड़े पैमाने पर परीक्षण में प्राप्त किए गए परिणामों के करीब हैं। चित्रा 3 एक कनेक्टर के एकल और डबल-कतरनी परीक्षण के लिए योजनाबद्ध परीक्षण सेटअप दिखाता है।
चित्रा 2: साहित्य में नियोजित विभिन्न कनेक्टर परीक्षण कॉन्फ़िगरेशन के उदाहरण। एकल कनेक्टर नमूनों को लोडिंग का कारण दिखाया गया है जो पूर्ण पैमाने पर पैनलों में देखे गए वाइथ्स के समानांतर अनुवाद का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। (ए) दो कनेक्टर के साथ डबल कतरनी; (बी) एक कनेक्टर के साथ डबल कतरनी; (सी) एक कनेक्टर के साथ एकल कतरनी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
इन सभी अध्ययनों के निष्कर्षों का एक सामान्य विभाजक यह है कि दोनों परीक्षण पद्धतियां लचीले कनेक्टर्स के यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने के लिए उपयुक्त हैं, लेकिन डबल-कतरनी परीक्षण योजना के परिणाम फ्लेक्सर के तहत एक वास्तविक पैनल में कनेक्टर के व्यवहार से अधिक निकटता से मिलते जुलते हैं। दूसरे शब्दों में, जब उपयोगकर्ता एक विश्लेषणात्मक मॉडल में ऐसे परीक्षण परिणामों को नियोजित करता है, तो वे बड़े पैमाने पर परीक्षणों के परिणामों से निकटता से मेल खाते हैं जहां कनेक्टर्स का उपयोग किया जाता है। यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि इस तरह के परीक्षण के परिणाम उन मॉडलों के लिए उपयुक्त हैं जो इनपुट डिज़ाइन मापदंडों के रूप में यांत्रिक गुणों पर सीधे भरोसा करते हैं, जैसे कि अनुभवजन्य रूप से व्युत्पन्न विधियां, सैंडविच बीम सिद्धांत के बंद-फॉर्म समाधान, और 2-डी और 3-डी स्प्रिंग्स 7,18,19,20 के साथ परिमित तत्व मॉडल।
चित्रा 3: साहित्य में परीक्षण प्रोटोकॉल का योजनाबद्ध दृश्य। एक रैम का उपयोग एक दूसरे के सापेक्ष नमूनों के वाइथ्स का अनुवाद करने के लिए किया जाता है। (ए) सिंगल-कतरनी और (बी) डबल-कतरनी परीक्षण प्रोटोकॉल। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
इस काम में, बैकबोन वक्र के मूल्यों और इंसुलेटेड वॉल पैनल के यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने के लिए एक प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया गया है। विधि परिवर्तनशीलता के स्रोतों को खत्म करने और अधिक विश्वसनीय परिणाम उत्पन्न करने के लिए कुछ संशोधनों के साथ डबल-कतरनी परीक्षण दृष्टिकोण का उपयोग करके कनेक्टर्स का परीक्षण करने पर आधारित है। सभी नमूने एक तापमान-नियंत्रित वातावरण में बनाए जाते हैं, जहां कंक्रीट लक्ष्य संपीड़ित शक्ति तक पहुंचने पर उनका परीक्षण किया जाता है। इस परीक्षण प्रोटोकॉल का मुख्य लाभ यह है कि इसका आसानी से पालन किया जा सकता है, विभिन्न तकनीशियनों द्वारा दोहराया जा सकता है, और फ्लेक्सर या फ्लेक्सर और अक्षीय बल के तहत एक वास्तविक, अछूता कंक्रीट दीवार पैनल में वाइथे कनेक्टर के वास्तविक व्यवहार का बारीकी से वर्णन करता है, जैसा कि साहित्य में दिखाया गया है।
यांत्रिक गुणों और सामग्री व्यवहार को निर्धारित करने के लिए सुझाए गए वायथे कनेक्टर परीक्षण प्रोटोकॉल का आवेदन इन्सुलेटेड कंक्रीट दीवार पैनल उद्योग के लिए परीक्षण परिणामों की सटीकता को बढ़ाएगा और अभिनव नए कनेक्टर बनाने में रुचि रखने वाले उद्यमियों के लिए बाधाओं को कम करेगा। झुकाव-अप और प्रीकास्ट कंक्रीट उद्योगों दोनों में इंसुलेटेड पैनल निर्माण में भविष्य की बड़ी वृद्धि को पैनलों के इंजीनियरिंग गुणों को प्राप्त करने के लिए सामग्री के बेहतर उपयोग और अधिक एकीकृत तरीकों की आवश्यकता होगी।
Protocol
Representative Results
Discussion
कई शोधकर्ताओं ने आईसीएसडब्ल्यूपी के लिए इस प्रकार के परीक्षण की कुछ भिन्नता का उपयोग किया है, लेकिन यह सभी व्यक्तिगत चरणों को रेखांकित करने का पहला उदाहरण है। साहित्य सेंसर प्रकार और नमूना हैंडलिंग स?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ऊपर वर्णित कार्य सीधे एक संगठन द्वारा या एकल अनुदान के दौरान वित्त पोषित नहीं किया गया था, लेकिन उद्योग-प्रायोजित अनुसंधान के वर्षों में जानकारी एकत्र की गई थी। उस अंत तक, लेखक पिछले दशक से अपने प्रायोजकों को धन्यवाद देते हैं और तेजी से विकसित उद्योग में काम करने के लिए आभारी हैं।
Materials
| Battery-powered Drill | |||
| Concrete Screws | 50 mm long commercial concrete scews. | ||
| Data Logger | Capable of sampling at a frequency of at least 10 Hz. | ||
| Double Shear Test Specimen | Fabricated according to the dimmensions in the testing protocol. | ||
| Four Linear Variable Displacement Transformer | With at least 25 mm range for Fiber-reinforced Polymer (FRP) connectors and 50 mm for ductile steel connectors. | ||
| Hydraulic Actuator | With at least 50-Ton capacity. | ||
| Lifting anchors rated at 1 Ton | |||
| Load Cell | With at least 50-Ton capacity. | ||
| Load Frame | Capable of resisting the forces generated by the testing specimen. | ||
| Polytetrafluoroethylene (PTFE) Pads | 3 mm x 100 mm x 600 mm | ||
| Ratchet Strap | At least 50 mm wide. | ||
| Steel angle | |||
| Steel Plate | Two 20 mm x 150 mm x 150 mm steel plates. | ||
| Steel Washers | Capable of producing a separation of at least 5 mm between the steel angle and the specimen. |
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