Καμπύλη τέμνουσας στοιχείου τοιχοπλήρωσης - inf_shear

Αυτό είναι το μοντέλο τέμνουσας τοιχοπλήρωσης, που αναπτύχθηκε και αρχικά προγραμματίσθηκε απο τον Crisafulli [1997] και εφαρμόστηκε στο SeismoStruct απο τον Blandon [2005], για να χρησιμοποιηθεί (σχεδόν αποκλειστικά) σε συνδυασμό με το στοιχείο τοιχοπλήρωσης.

Υπενθυμίζεται ότι η αντοχή σε τέμνουσα έχει ως αποτέλεσμα τον συνδυασμό δύο μηχανισμών, που ονομάζονται αντοχή δεσμού και αντίσταση τριβής μεταξύ του κονιάματος και των τούβλων. Η αντοχή σε τέμνουσα μπορεί γι' αυτό το λόγο να εκφραστεί ως το άθροισμα του αρχικής αντοχής δεσμού τέμνουσας και του προϊόντος του συντελεστή τριβής απο την απόλυτη τιμή της κανονικής θλιπτικής δύναμης στην κάθετη διεύθυνση των αρθρώσεων. Αυτή η προσέγγιση για την εκτίμηση της αντοχής σε τέμνουσα χρησιμοποιείται απο τους κανονισμούς, ανεξάρτητα απο το μηχανισμό αστοχίας (αστοχία τριβής τέμνουσας, αστοχία διαγώνιου εφελκυσμού, αστοχία σε θλίψη) που αναπτύσσεται το πάνελ τοιχοπλήρωσης.

Οι τιμές του και μπορούν είτε να εκτιμηθούν απο άμεσες δοκιμές τέμνουσας ή να εκτιμηθούν απο προδιαγραφές της μελέτης. Όμως, ενώ το πρώτο μπορεί να οδηγήσει σε υπερεκτίμηση των τιμών [Wan and Yi, 1988; Riddington and Ghazali, 1988], το τελευταίο τείνει να είναι υπερσυντηρητικό, οπότε η χρήση τους πρέπει να γίνεται με προσοχή. Οι Mann and Muller [1982], για παράδειγμα, πρότειναν εκφράσεις για τη μείωση των συνήθως υπερεκτιμημένων τιμών απο τις δοκιμές τέμνουσας.

Τέσσερις παράμετροι πρέπει να οριστούν προκειμένου να χαρακτηριστεί πλήρως αυτή η καμπύλη απόκρισης:

Αντοχή διατμητικής συνάφειας -
Ένας επαρκές δείγμα της αντοχής των δεσμών τέμνουσας έχει μετρηθεί απο διαφορετικούς ερευνητές. Ο Hendry [1990] παρουσίασε πειραματικά δεδομένα απο δοκιμές χρησιμοποιώντας διάφορα υλικά και μεταβολή απο 0.3 σε 0.6MPa. Οι Paulay and Priestley [1992] έδειξαν ότι οι τυπικές τιμές κυμαίνονται απο 0.1 μέχρι 1.5MPa, ενώ ο Shrive [1991] οριοθέτησε αυτό το εύρος μεταξύ 0.1 και 0.7MPa. Παρόμοιες τιμές αναφέρθηκαν απο τους Stockl and Hofmann [1988] και απο τους Atkinson et al. [1989] για ένα μεγάλο εύρος υλικών. Από αυτές και απο άλλες πρωτοβουλίες ερευνητών, έχουν προταθεί διάφορες εμπειρικές εκφράσεις, εξαρτώμενες απο διαφορετικές παραμέτρους, αλλά η χρήση τους πρέπει να γίνεται με προσοχή, λαμβάνοντας υπόψη τις πολυάριθμες μεταβλητές που επηρεάζουν την αντοχή του δεσμού τέμνουσας. Ως προεπιλογή, το SeismoStruct θεωρεί μια σχετικώς συντηρητική τιμή 0.3 MPa για αυτήν την παράμετρο.

Συντελεστής τριβής -
Λόγω έλλειψης σαφούς συμφωνίας στους συντελεστές που επηρεάζουν τον συντελεστή τριβής, σχετικά αντιφατικά αποτελέσματα έχουν αναφερθεί στο παρελθόν, με διαφορετικούς ερευνητές [e.g. Sahlin, 1971; Stockl and Hofmann, 1988; Atkinson et al., 1989; Hendry, 1990; Paulay and Priestley, 1992] γι΄αυτό παρουσιάζουν τιμές του που κυμαίνονται απο 0.1 μέχρι 1.2. Από τέτοιες εργασίες στο παρελθόν μπορεί να σημειώσουμε εδώ ότι οι Atkinson et al. [1989] πρότειναν την τιμή 0.7 ως ένα αξιόπιστο κάτω όριο εκτίμησης αυτής της παραμέτρου  ( που προέκυψε από πειραματικά αποτελέσματα όπου παρατηρήθηκε ότι κυμαινόταν μεταξύ 0,7 και 0,85 για μια ευρεία ποικιλία υλικών), και η οποία χρησιμοποιείται ως προεπιλογή στο SeismoStruct (σημειώνεται ότι η χαμηλότερη "προεπιλεγμένη" τιμή 0.3 που προτάθηκε απο τους Paulay and Priestley [1992], χρησιμοποιείται για εφαρμογές σχεδιασμού, αντί αποτίμησης).

Μέγιστη αντίσταση τέμνουσας -
Αυτή είναι μεγαλύτερη διατμητική τάση που μπορεί να κινητοποιηθεί απο το πάνελ τοιχοπλήρωσης, και όπως αναφέρεται παραπάνω, εξαρτάται απο το μηχανισμό αστοχίας (αστοχία τριβής τέμνουσας, αστοχία διαγώνιου εφελκυσμού, αστοχία σε θλίψη) που αναπτύσσεται στο τελευταίο. Εν απουσία πρόσθετων και ακριβέστερων πληροφοριών, οι χρήστες μπορεί ρεαλιστικά να υποθέσουν αυτήν την τιμή ίση με το άθροισμα του και του προϊόντος του απο την κανονική θλιπτική αντοχή των μονάδων τοιχοποιίας. Μια τιμή  0.6 MPa θεωρείται ως προεπιλογή στο SeismoStruct, για την οποία 0.3 MPa προέρχεται απο την αρχική αντοχή διατμητικής συνάφειας, ενώ θεωρείται πρόσθετο 0.3 MPa αντοχής σε τέμνουσα λόγω της εισαγόμενης τριβής.

Συντελεστής απομείωσης τέμνουσας -
Αυτή η εμπειρική παράμετρος αναπαριστά το λόγο μεταξύ της διατμητικής τάσης και της μέσης τάσης στο πάνελ, και μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 1.4 και 1.65 Crisafulli [1997]. Η προεπιλεγμένη τιμή 1.5 είναι πιθανό να μην απαιτεί καμία αλλαγή απο τον χρήστη.