Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pierwsza w Krakowie prefabrykowana konstrukcja żelbetowa w budynku oficyny przy ulicy Szewskiej 23

Wieja Tomasz, Bereza Wiesław

Wiadomości Konserwatorskie

|

2025

|

Nr 82

88--106

PL

Początek XX w. to okres, kiedy w rozwiązaniach technicznych na ziemiach polskich zaczęto stosować żelbet. Przykłady użycia tego materiału możemy znaleźć w Krakowie, nie tylko w postaci monolitów, ale również w postaci prefabrykatów. Takim obiektem jest oficyna magazynowa przy ul. Szewskiej 23 w Krakowie, która w całości została wykonana z elementów żelbetowych prefabrykowanych, ściśle do siebie pasujących. Według poczynionego rozpoznania jest to obiekt zbudowany z najstarszych żelbetowych elementów prefabrykowanych, wykonanych w Krakowie i jego okolicach według patentu (systemu) Visintiniego. Pomimo wieku i niesprzyjających warunków pracy zabytkowe prefabrykaty konstrukcji żelbetowej zachowały się w dostatecznym stanie technicznym. Mogą dalej pełnić funkcję nośną jako elementy składowe konstrukcji Są świadectwem dawnej myśli technicznej i mogą być wzorcem nawet dzisiaj.

EN

The early twentieth century was a period when reinforced concrete began to be used in technical solutions in Polish lands. Examples of the use of this material can be found in Cracow, not only in the form of monolithic structures but also as prefabricated elements. One such example is the warehouse annex at 23 Szewska Street in Cracow, which was entirely built from prefabricated reinforced concrete elements, precisely matching each other. According to the findings, this is a building constructed with the oldest prefabricated reinforced concrete elements made in Cracow and its surroundings, based on the Visintini patent (system). Despite its age and the harsh working conditions, the historical prefabricated reinforced concrete elements have remained in sufficient technical condition. They continue to serve their load-bearing function as integral components of the structure. They stand as a testament to past engineering thought and can still serve as a model today.

2

Data-driven prediction and normalization of mechanical properties in jute fiber-reinforced concrete

Ahmad Soran Abdrahman, Mustafa Rozhnw Omer, Saeed Diyar Arif, Nadir Asa Omed, Mahmood Hersh Hama Amin F

Structure and Environment

|

2025

|

Vol. 17, no. 3

113--126

EN

Using fiber in the concrete is one of the methods to improve its capacity for the load resisting especially for the bending and tensile loading, but this process has two challenges, the first one is the energy usage, the waste gas emission which produced in these fiber’s industry, while the second challenge is the increase in the solid waste materials in the land which is include natural plant fiber. The usage of natural fiber instead of these industrial fibers will have a double advantage. This article deals with investigating the effect of using jute fiber on the properties of concrete, also proposing statistical models to predict the compressive strength of concrete by collecting the experimental data from previous experimental work. By using three different models, including the quadrant support vector machine, Integration Linear, and squared exponential Gaussian, and using 80 experimental data points. Based on the obtained results between the proposed models to predict the compressive strength of concrete, SVM provides higher accuracy and efficiency compared to the other proposed models, when the value of the coefficient of determination is higher than the IL, and SEG by 10.98%, and 1.09% respectively.

PL

Zastosowanie włókien w betonie to jedna z metod poprawy jego wytrzymałości na obciążenia, zwłaszcza zginanie i rozciąganie. Proces ten wiąże się z dwoma wyzwaniami. Pierwszym z nich jest zużycie energii i emisja spalin powstających w przemyśle włókienniczym, a drugim - wzrost ilości odpadów stałych w glebie, w tym naturalnych włókien roślinnych. Zastosowanie włókien naturalnych zamiast włókien przemysłowych przyniesie podwójną korzyść. Niniejszy artykuł analizuje wpływ zastosowania włókien jutowych na właściwości betonu, proponując również modele statystyczne do przewidywania wytrzymałości betonu na ściskanie poprzez zebranie danych eksperymentalnych z poprzednich badań laboratoryjnych, z wykorzystaniem trzech różnych modeli, w tym kwadrantowej maszyny wektorów nośnych (SVM), interakcji liniowej (IL) i gaussowskiej radialnej funkcji bazowej (SEG), a także 80 punktów danych eksperymentalnych. Na podstawie uzyskanych wyników pomiędzy proponowanymi modelami przewidywania wytrzymałości betonu na ściskanie SVM zapewnia wyższą dokładność i wydajność w porównaniu z innymi proponowanymi modelami, podczas gdy wartość współczynnika determinacji jest wyższa niż w przypadku IL i SEG, odpowiednio o 10,98% i 1,09%.

3

Structural Response of Beam-Column Joint Made of Fiber Reinforced Concrete (FRC) Using ANSYS FEA Simulation

Verma Isha, Gautam Lalit, Gomkale Shruti, Goyal Anuj, Berwal Parveen, Asmari Abdullah Faiz Al, Islam Saiful

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2025

|

Tom 27

174--195

EN

Beam-column joints are crucial in reinforced concrete and steel structures, which transfer load from beams to columns and vice versa. They are essential to withstand various types of loads, such as lateral, gravity, and seismic loads. The material of the beam-column joint determines the joint's ability to withstand and transfer loads between beams and columns. The stronger material would enhance its strength and overall load-bearing capacity and vice versa. Current research aims to evaluate the structural response of beam-column joints made of Fiber Reinforced Concrete (FRC's) using ANSYS FEA simulation package. The effect of fiber concentration, i.e., 0.3%, 0.6%, and 0.9%, on the strength of the beam-column joint is evaluated based on structural evaluation parameters. The other objective is to evaluate the effect of graphene fiber (the aspect ratio is 1:1, although up to 1.5 is typically acceptable) on improving the strength of the beam-column joint. Comparative studies are conducted, and materials are evaluated based on stiffness, ductility and energy dissipation. The graphene-reinforced concrete demonstrates less stiffness degradation with increased strain. This indicates that the incorporation of graphene improves the stiffness retention capacity of the concrete. The hysteresis loop of graphene-reinforced concrete is broader, signifying enhanced ductility. This indicates that the material can sustain greater deformations without failure, essential for seismic performance. The 0% FRC has minimal ductility, characterized by a notable reduction in stress upon first loading. The 0.3% and 0.6% FRC show improved ductility, with higher stress levels maintained over larger strains. The 0.9% FRC demonstrates the highest ductility, maintaining higher stress over the full strain range, indicating it can undergo larger deformations without failure. The stiffness degradation is less pronounced in higher FRC concentrations.

4

Projektowanie wewnętrznego zbrojenia kompozytowego do betonu według wybranych norm

Olechnowicz Franciszek, Grzymski Filip

Przegląd Budowlany

|

2025

|

R. 96, nr 5

64--67

PL

Wewnętrzne zbrojenie kompozytowe stanowi innowacyjną alternatywę dla klasycznego zbrojenia stalowego w konstrukcjach betonowych. Charakteryzuje się ono korzystnymi właściwościami mechanicznymi, w szczególności wysoką odpornością na korozję, co czyni je szczególnie przydatnym w konstrukcjach narażonych na silną agresję chemiczną. Głównym ograniczeniem zbrojenia kompozytowego jest jego kruchy mechanizm zniszczenia, wymagający odmiennych metod projektowania w porównaniu do zbrojenia stalowego. Celem artykułu jest analiza najważniejszych metod projektowania elementów żelbetowych ze zbrojeniem kompozytowym na zginanie. W pracy przedstawiono wytyczne projektowe z norm amerykańskiej, kanadyjskiej, włoskiej i japońskiej, a następnie przeprowadzono obliczeniową analizę porównawczą elementu zginanego. Wyniki analizy wykazały znaczące różnice w nośności obliczeniowej elementów oraz w przewidywanym mechanizmie zniszczenia.

EN

Internal composite reinforcement offers an innovative alternative to conventional steel reinforcement in concrete structures. It exhibits favorable mechanical properties, particularly exceptional corrosion resistance, making it especially valuable in structures subjected to aggressive chemical environments. The primary limitation of composite reinforcement lies in its brittle failure mechanism, which necessitates design approaches that differ substantially from those used for steel reinforcement. This article aims to analyze the key design methodologies for reinforced concrete elements incorporating composite reinforcement under flexural loading. The study presents design guidelines from American, Canadian, Italian, and Japanese codes, followed by a comprehensive computational comparative analysis of flexural members. The analysis revealed significant variations in design load capacity and predicted failure mechanisms across different approaches.

5

Indywidualna ocena architektonicznego wyrazu kościołów posoborowych o przestrzeni zbudowanej z żelbetu, szkła i drewna klejonego

Matyszewska-Fuszara Katarzyna

Builder

|

2025

|

R.29, nr 10

16--20

PL

Współczesna architektura sakralna, zwłaszcza po Soborze Watykańskim II, poszukuje nowych form wyrazu sacrum, odchodząc od tradycyjnych rozwiązań przestrzennych i materiałowych. Artykuł analizuje rolę trzech materiałów budowlanych: żelbetu, szkła i drewna klejonego, w kształtowaniu dzisiejszych kościołów. Przedstawione zostały realizacje z Polski i świata, które pokazują, jak materiały te wpływają na formę architektoniczną i teologiczną symbolikę sztuki sakralnej. Analiza została oparta na badaniach jakościowych, obejmujących studium przypadku, obserwację architektury in situ oraz interpretację kontekstu teologicznego. Refleksja nad zastosowaniem nowoczesnych materiałów wskazuje na ich potencjał nie tylko konstrukcyjny, ale także duchowy, umożliwiając odczuwanie sakralności przestrzeni liturgicznej.

EN

Contemporary sacred architecture, especially after the Second Vatican Council, seeks new forms of expressing the sacred, moving away from traditional spatial and material solutions. This article examines the role of three building materials: reinforced concrete, glass, and glued laminated timber, in shaping today’s church architecture. It presents case studies from Poland and around the world, illustrating how these materials influence both architectural form and the theological symbolism of sacred art. The analysis is based on qualitative research, including case studies, in situ architectural observation, and interpretation of theological context. The reflection on the use of modern materials highlights their potential not only in structural terms but also in spiritual expression, enabling a deeper experience of sacredness within liturgical spaces.

6

Influence of steel fiber content on the frost resistance of steel fiber reinforced rubberized concrete in sulfate environment

Jiang Lei, Zhang Ming, Jing Jiahua

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 3

355--368

EN

To evaluate the performance of steel fiber-reinforced rubber concrete (SFRRC) in a sulfate environment, a rapid freeze-thaw testing procedure was employed to assess the influence of steel fiber content on parameters such as mass, relative dynamic modulus of elasticity, compressive strength, and damage layer thickness (Hf) of SFRRC. The testing revealed the deterioration pattern of SFRRC in a sulfate erosion and freeze-thaw environment. Additionally, the mercury intrusion porosimetry technique was utilized to further investigate the pore structure characteristics of SFRRC with the goal of revealing the damage mechanism from a microscopic perspective. The results indicate that SFRRC undergoes a lower degree of freeze-thaw damage in sulfate solution than rubber concrete without steel fibers. The degree of deterioration of SFRRC gradually decreases with an increasing steel fiber content, but its frost resistance is adversely affected at a content level of 2.0%. The Hf can be used to characterize the internal damage in the SFRRC. As the Hf increases, the loss of compressive strength in the damage layer becomes more pronounced. A correlation exists between the compressive strength of SFRRC and that of the damage layer under sulfate erosion and freeze-thaw conditions, enabling calculation of the latter based on the compressive strength of the SFRRC under the influence of environmental factors. An appropriate incorporation of steel fibers optimizes the pore structure of SFRRC. As the steel fiber content gradually increases within a range of 0 to 1.5%, the total porosity decreases along with the total pore volume and area. This leads to an improvement in the pore structure of the SFRRC. At a content of 1.5%, the pore structure of SFRRC is optimized and its resistance to sulfate freeze-thaw performance is maximized.

7

Application of topology optimisation in the strut-and-tie method: a review

Dudziak Sławomir

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 2

295--311

EN

The paper delivers an overview of the literature concerning the adaption of Topology Optimisation (TO) to the Strut-and-Tie Method (STM). In the beginning, the foundations and basics of STM are briefly summarised. STM is a practical implementation of the lower bound theory of plasticity for reinforced concrete (RC). It is generally used to design so-called D-regions (i.e. Discontinuity caused by irregular geometry or concentrated load) working under the complex stress state. These regions are modelled with the equivalent truss consisting of struts (representing the flow of compressive forces carried by concrete), ties (representing rebar) and nodes. The STM algorithm’s most demanding part is determining the layout of the truss, which correctly reflects force flow in a specific D-region. During this stage, TO methods can eliminate the designer’s arbitrary decisions. Analysed literature sources are divided into two groups differing in the adopted TO algorithms: the former uses layout optimisation procedures for trusses, whereas the latter uses TO methods for continuum domains. In the first approach, the equivalent truss is obtained explicitly as an outcome of the TO phase. In the second approach, the material continuum material layout is an inspiration for the ST model or is post-processed with image analysis methods and possibly shape optimisation methods to obtain bending-free bar structures. The advantages and limitations of both approaches are put forward in the conclusion section. Further development in this field is very likely, so future prospects are also anticipated.

PL

W artykule przedstawiono przegląd literaturowy dotyczący zastosowania optymalizacji topologicznej (TO) do metody Strut-and-Tie (STM). Na początku krótko przedstawiono podstawy teoretyczne i algorytm tej metody. STM jest inżynierską implementacją twierdzenia o dolnym oszacowaniu nośności plastycznej do projektowania konstrukcji żelbetowych. Warto podkreślić, że twierdzenie to zostało sformułowane dla materiałów sprężysto-idealnie plastycznych, a beton wykazuje ograniczoną zdolność do plastycznej redystrybucji naprężeń, więc właściwe oszacowanie nośności konstrukcji wymaga spełnienia dodatkowych warunków sformułowanych głównie w oparciu o wyniki badań eksperymentalnych. W ogólności STM jest stosowana do projektowania tzw. obszarów D (ang. Discontinuity – nieciągłość spowodowana zmianą geometrii lub obciążeniem skupionym) pracujących w złożonym stanie naprężenia. Obszary te modelowane są jako zastępcza kratownica składająca się z: zastrzałów (ang. Struts, odwzorowujących przepływ sił ściskających przenoszonych przez beton), cięgien (ang. Ties, reprezentujących zbrojenie) i węzłów. Największym wyzwaniem dla użytkownika STM jest dobór schematu kratownicy, który najlepiej odzwierciedla przepływ sił w konkretnym obszarze D. Podczas tego etapu metody TO mogą wyeliminować arbitralną decyzję projektanta. Analizowane źródła literaturowe zostały podzielone na dwie grupy różniące się stosowanym podejściem do optymalizacji topologicznej. W pierwszej stosowano procedury optymalizacji dyskretnego układu kratowego, a w drugim metody optymalizacji opracowane dla continuum. W pierwszym podejściu kratownica zastępcza otrzymywana jest bezpośrednio w procesie optymalizacji topologii kratownicy metodą siatki bazowej. Natomiast w drugim wynik optymalizacji dla obszaru ciągłego stanowi inspirację do doboru kształtu kratownicy lub jest poddawany post-processingowi metodami obróbki obrazu i ewentualnie optymalizacji kształtu w celu uzyskania prętowych układów wolnych od zginania, Zalety i ograniczenia obu podejść podsumowane są we wnioskach. Podjęto również próbę przewidzenia kierunków dalszego rozwoju tego podejścia do STM.

8

Influence of recycled concrete aggregate content on load-bearing capacity and deformability of reinforced concrete slabs under static loading

Sadowska-Buraczewska Barbara, Kujawska Justyna

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 12

120--128

EN

This paper presents the results of an experimental study on the effect of progressive replacement of natural aggregate with recycled concrete aggregate (RCA) on bearing capacity, deformability and crack development in reinforced concrete slabs subjected to emergency loading. The study included four series of slabs in which the proportion of RCA was 0%, 20%, 50% and 100% by weight to natural coarse aggregate, respectively. The specimens were made with CEM I 42.5 R cement and the concrete mixtures had a constant w/c ratio 0.51. Measurements of ultimate bearing capacity, deflections, crack development and regression analysis of the force-deflection relationship were carried out. The results showed that replacing the natural aggregate with RCA to a level of 20% did not result in a significant decrease in bearing capacity or excessive deflections. In contrast, increasing the proportion of RCA to 50% and 100% led to a systematic reduction in load carrying capacity (by 6.4% and 12.5%, respectively) and an increase in the deformability of the elements, especially in the final loading phases. More intensive crack development was also found at higher RCA contents, which is related to the lower stiffness and higher porosity of the recycled concrete. The results obtained indicate that concrete with RCA can be used in structural elements provided that the proportion of secondary aggregate is controlled and that the technology for producing this type of concrete is further improved.

9

Enhancing impact resistance of concrete slabs

Anbu Hemanth Kumar, P Udhayanithi, Kothandapani Karthikeyan, M Senthilpandian

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 8

30--43

EN

The impact resistance of concrete slabs was investigated through a comparative experimental analysis of Conventional Concrete (CC) and Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC), with a focus on dynamic performance using the Ratio of Crack Resistance (Rcr) as a core evaluative metric. The research aims to address the limitations of CC under high-strain-rate conditions and explore the effectiveness of steel fiber reinforcement in mitigating impact-induced damage. CC slabs exhibited brittle failure with a low Rcr of 0.09, characterized by rapid crack propagation and negligible energy dissipation. In contrast, SFRC slabs demonstrated a substantial improvement in impact resistance, achieving Rcr values between 0.75 and 1.35. This performance gain is directly linked to the inclusion of 1% steel fibers, which enhanced tensile capacity, bridged developing cracks, and delayed crack propagation, ultimately shifting the failure mode from brittle to ductile. Repeated impact testing further revealed that SFRC slabs maintained structural integrity even after perforation onset. The study establishes the significance of fiber content and distribution in optimizing impact performance and reducing the risk of punching shear failure. These findings position SFRC as a structurally resilient solution for applications subjected to dynamic loading, such as protective slabs, industrial floors, and critical transportation infrastructure.

10

Experimental research of deformability of reinforced concrete elements with normal torsional cracks

Sribniak Nataliia, Azizov Taliat, Khomenko Olena, Halushka Serhiy

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2024

|

Z. 30 (180)

86--96

EN

The paper presents the results of experimental studies of deformability of reinforced concrete elements with normal cracks subjected to torsion. Normal cracks occur in elements of slab-ribbed systems at all stages of their operation. The paper shows the relevance of the proposed experimental research, since the stiffness of elements in torsion affects the redistribution of forces in reinforced concrete floor discs, which are characterised by spatial behaviour. The main characteristics of the deformability of experimental beams with normal cracks under torsional stress are presented. The results of experimental linear displacements of one beam block separated by an artificial crack relative to another are obtained. The dependences of linear displacements on torque at the stages of beam loading with torque are established. The dependences of displacements on torsional moments at different diameters of longitudinal reinforcement and at different heights of the cross-sectional zone without a crack are given.

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych odkształcalności elementów żelbetowych z pęknięciami normalnymi poddanych skręcaniu. Pęknięcia normalne występują w elementach układów płytowo-żebrowych na wszystkich etapach ich eksploatacji. W artykule wykazano zasadność proponowanych badań eksperymentalnych, ponieważ sztywność elementów przy skręcaniu wpływa na redystrybucję sił w krążkach stropowych z betonu zbrojonego, które charakteryzują się zachowaniem przestrzennym. Przedstawiono główne charakterystyki odkształcalności belek doświadczalnych z pęknięciami normalnymi pod wpływem naprężenia skręcającego. Uzyskano wyniki eksperymentalnych przemieszczeń liniowych jednego bloku belki rozdzielonego sztuczną rysą względem drugiego. Określono zależności przemieszczeń liniowych od momentu skręcającego na etapach obciążania belki momentem skręcającym. Podano zależności przemieszczeń od momentów skręcających przy różnych średnicach zbrojenia podłużnego i na różnych wysokościach strefy przekroju poprzecznego niezarysowanego.

11

Theoretical and numerical modeling of a shallow foundation stiffness based on the theory of elastic half-space

Pakos Wojciech, Helowicz Andrzej

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2024

|

Vol. 46, nr 4

302--317

EN

The paper presents the derivation of equations for the calculation of the spring constants ky, kz, and kϕ and the spring coefficients βy, βz, and βϕ used in the modeling of a foundation with a rectangular base on elastic soil. All the equations were derived based on information provided in literature, for example, Barkan, Gorbunov-Possadov, and Whitman et al. To demonstrate the application of these equations in practice, two numerical models of a reinforced concrete frame structure that was built on soil were created using Abaqus FEA software. Model A represents a complex three-dimensional numerical model that consists of a reinforced concrete frame structure, which has a soil layer beneath it. Model B represents a simple three-dimensional numerical model consisting of a reinforced concrete frame structure, where the stiffness of the soil layer beneath the structure was modeled with vertical, horizontal, and rocking spring constants applied to the bottom of each foundation. Due to the nonlinear boundary condition used in the supports of the concrete frame model, such as contact and friction, all the involved loads were incorporated into a single load case, and a large displacement formulation was used in the analysis. The authors focused on the method of a simplified modeling of frame structures founded on soil. To conduct comparative analyses, two columns and two beams from each model were selected, from which the internal forces and displacements were compared. The findings of the comparative analysis are presented in tables and then discussed.

12

Przykłady elektrochemicznej ekstrakcji chlorków i ochrony katodowej zbrojenia stropów parkingów wielopoziomowych

Hebda Lesław, Białecki Daniel, Majewski Marcin

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 6

117--120

PL

W referacie przedstawiono przykłady napraw konstrukcji stropów żelbetowych parkingów wielopoziomowych wykonanych w różnych technologiach, skażonych jonami chlorkowymi i o obniżonej wartości pH betonu w wyniku karbonatyzacji. Zastosowano elektrochemiczną ekstrakcję jonów chlorkowych i ochronę katodową zbrojenia przy pomocy protektorów cynkowych. Metody te są zgodne z normą PN-EN 1504-9 [1], która reguluje kwestię napraw konstrukcji żelbetowych i w przytoczonych przykładach okazały się skuteczne.

EN

The paper presents examples of repairs to reinforced concrete ceiling structures of multi-storey car parks made using various technologies, contaminated with chloride ions and concrete with a reduced pH value as a result of carbonation. Electrochemical extraction of chloride ions and cathodic protection of the reinforcement were used of the reinforcement using zinc protectors were applied. These methods are consistent with the PN-EN 1504-9 standard [1], which regulates the issue of repairs of reinforced concrete structures, and in the examples given, they proved to be effective.

13

Posadowienie obiektów kolejowych na żelbetowych palach prefabrykowanych wbijanych na przykładzie mostów kolejowych w ciągu linii kolejowej E30 przez Wisłę w Krakowie

Szaro Jacek, Pliszka Jerzy, Sobczak Sebastian

Mosty

|

2024

|

nr 3

37--38

PL

Artykuł omawia proces posadowienia nowych obiektów kolejowych na żelbetowych palach prefabrykowanych, na przykładzie budowy mostów kolejowych w Krakowie, w ramach modernizacji linii kolejowej E30. Autorzy szczegółowo opisują technologię i wyzwania związane z posadowieniem nowych konstrukcji.

14

A Set of Finite Elements for 2D Analysis of Reinforced Concrete Foundations on Deformable Subsoil

Szajna Waldemar

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2024

|

Vol. 34, no. 2

100--116

EN

The paper presents a formulation and verification of a 2D soil – structure interaction model which enables the analysis of reinforced concrete shallow foundations under monotonic short-time loads. The structure supported by a deformable subsoil, whose elasto-plastic features are being considered. The structure model describes: the ability of crack creation, non-linear stress – strain characteristics of concrete and reinforcement and also reinforcement – concrete interaction. The foundation – subsoil contact model enables the identification of slide and adhesion zones. The presented mathematical formulation allowed for the development of a set of finite elements simulating the behaviour of the foundation, the subsoil and the contact zone between them. The elasto-plastic approach was used to describe the behaviour of the structure, the subsoil and the contact phenomena. Computer programs were prepared and verifying analyses were presented.

15

Analysis of the limit states of a rib-and-block floor based on beams with steel truss

Musiał Michał, Grzymski Filip, Pazdan Maciej, Trapko Tomasz

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 4

323--337

EN

From among the many technological solutions for floors in residential buildings and in small public buildings very often rib-and-block floor systems are selected. The main argument convincing project owners to choose such solutions are their clear advantages, mainly the uncomplicated construction technology, no need to use advanced tools and equipment and the low cost. The introduction of harmonized European guidelines in the form of the EN 15037 series of standards made it necessary to introduce changes in the designing and constructing of these commonly used floor systems, whereby their manufacturers had to update their offers. This paper discusses the requirements and the main changes introduced by the EN 15037 series of standards in comparison with the previous guidelines and general calculations of reinforced concrete structures according to Eurocodes. Analyses concerning bending and shear ultimate limit states and serviceability limit states are presented. Critical points in the design of rib-and-block floors are indicated and the results of exemplary calculations for a selected floor are presented. In addition, a comparative analysis concerning the difference in the consumption of reinforcing steel for a selected floor system designed according to respectively the current and previous guidelines is carried out and its results are discussed.

PL

Wśród wielu rozwiązań technologicznych dla stropów w budynkach mieszkalnych oraz niewielkich budynkach użyteczności publicznej bardzo często wybieranym rozwiązaniem są stropy gęstożebrowe belkowo-płytowe. Ich niewątpliwe zalety związane z nieskomplikowaną technologią wykonania, brakiem konieczności stosowania zaawansowanych narzędzi i sprzętu oraz niskim kosztem, są głównym argumentem, który przekonuje inwestorów do wyboru tego typu rozwiązań. Wprowadzenie zharmonizowanych wytycznych europejskich w postaci norm serii EN 15037 spowodowało konieczność wprowadzenia zmian w wymiarowaniu oraz kształtowaniu tych powszechnie stosowanych systemów stropowych, co pociągnęło za sobą konieczność aktualizacji ofert ich producentów. W artykule przedstawiono wymagania wprowadzone przez normy serii EN 15037 oraz główne zmiany wprowadzone w stosunku do wcześniej stosowanych wytycznych i ogólnych obliczeń konstrukcji żelbetowych według Eurokodów. Przedstawiono analizy związane ze stanem granicznym nośności ze względu na zginanie i ścinanie oraz stanami granicznymi użytkowalności. W publikacji wskazano krytyczne punkty w projektowaniu stropów gęstożebrowych belkowo-płytowych oraz przedstawiono wyniki przykładowych obliczeń dla wybranego typu stropu. Dodatkowo przedstawiono i omówiono analizę porównawczą związaną z różnicą zużycia stali zbrojeniowej w wybranym systemie stropowym projektowanym według aktualnych i wcześniejszych wytycznych.

16

A new model for predicting the axial compression capacity of reinforced concrete cylinders strengthened with CFRP

Guo Guang, Zhou Li, Wang Bangkang

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

389--404

EN

Numerous scholars have identified the shortcomings of imprecise terminology and substantial computational inaccuracies in the current models for predicting the axial compression capacity of CFRPstrengthened reinforced concrete (RC) cylinders. To improve the prediction accuracy of the axial compressive capacity model for CFRP-strengthened RC cylinders, the present axial compressive capacity model for CFRP-strengthened RC cylinders was scrutinized and evaluated. Drawing on Mander’s constraint theory and the concrete triaxial strength model, a novel axial compressive capacity model for CFRP-strengthened RC cylinders was proposed. This study collected 116 experimental data on the axial compression of CFRP-strengthened RC cylinders and analyzed the accuracy of various models using the data. The findings indicate that the model proposed in this study outperforms other models in predicting axial compression capacity and demonstrates high prediction accuracy. Furthermore, an analysis is conducted on the variation law of the model’s predicted value with respect to the design parameters. The proposed model in this study identifies concrete strength, stirrup spacing, and elastic modulus of CFRP as the primary factors that influence the axial compression capacity of CFRP-strengthened RC cylinders.

17

Utilizing ensemble learning in the classifications of ductile and brittle failure modes of UHPC strengthened RC members

Taffese Woubishet Zewdu, Zhu Yanping, Chen Genda

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 2

art. no. e86, 2024

EN

This study aims to achieve the swift and precise classification of ductile and brittle failure modes in flexural reinforced concrete (RC) members, specifically those with tension sides strengthened by ultrahigh performance concrete (UHPC). Employing six ensemble learning techniques - Bagging, Random Forest, AdaBoost, Gradient Boosting, XGBoost, and LightGBM - the authors utilize a comprehensive dataset comprising 14 features, which include manually labeled failure modes obtain from load-deflection curves. The model training spans four scenarios, varying in the inclusion or exclusion of features describing the cross-sectional area of RC members and moment resistance. XGBoost emerges as the most effective classifier, achieving an impressive 84% accuracy with high confidence. Additionally, the study employs the Shapley Additive Explanation (SHAP) technique on the best-performing model to illuminate the significance and impacts of various features in UHPC-strengthened flexural members’ failure modes. Notably, moment resistance and UHPC tensile strength surface as the most influential factors in predicting failure modes. Increased rebar yield strength, UHPC compressive strength, UHPC reinforcement ratio, and steel fiber volume in UHPC contribute to enhanced ductility in flexural members, while heightened moment resistance and UHPC layer thickness, along with a robust RC-UHPC interface, tend to induce brittleness. The introduction of such an effective failure modes classification model, coupled with the model’s explainability, instills trust in its predictions and facilitates seamless integration into real-world applications, particularly in seismic areas. The model’s ability to operate without the need for pre-experimental tests marks a significant advancement in the field.

18

Diagnosis, repair, strengthening and monitoring of a postindustrial heritage site: flyover of the Odra Cement Factory

Putra Wojciech, Bednarz Łukasz, Bajno Dariusz, Opałka Piotr, Krupa Michał, Mamedov Alirza

Wiadomości Konserwatorskie

|

2023

|

Nr 75

144--152

EN

This paper presents a wide range of diagnostic tests, repair and reinforcement measures, as well as a proposal to monitor the technical condition of a flyover structure located in the Odra Cement Factory in Opole. The poor technical condition of the structure determined the need to prepare a design aimed at repairing the structure. Design studies were fully used during the execution phase of the work. The purpose of this study is to present the characteristics of a historical postindustrial building in urgent need of revitalization and the assumptions adopted for repair. The reason for engaging in this project was the advanced state of degradation and the danger it posed. The primary objective was to guarantee safety and preserve this structure to the highest possible degree of authenticity. This was to protect this historical structure from failure or demolition and to ensure that it could continue to be used indefinitely,

PL

Niniejszy artykuł prezentuje szeroki zestaw badań diagnostycznych, działań naprawczych i wzmacniających, a także koncepcję monitorowania stanu technicznego estakady przenośnikowej w Cementowni „Odra” w Opolu. Zły stan techniczny budowli spowodował konieczność przygotowania projektu mającego na celu naprawę konstrukcji. Studia projektowe zostały w pełni wykorzystane w fazie wykonawczej prac. Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie charakterystyki zabytkowego obiektu poprzemysłowego, który pilnie potrzebuje rewitalizacji, a także założenia przyjęte w ramach działań naprawczych. Powodem podjęcia się projektu był zaawansowany stan degradacji i zagrożenie, które obiekt stwarzał. Głównym celem było zagwarantowanie bezpieczeństwa i zachowanie jak najwyższego stopnia autentyczności obiektu. Miało to ochronić ten zabytkowy obiekt przed katastrofą budowlaną i rozbiórką oraz zapewnić możliwość jego dalszego, bezterminowego funkcjonowania.

19

Adaptation of reinforced-concrete, postindustrial buildings in terms of thermal retrofitting on the example of a historical water tower

Opałka Piotr, Solisz Iwona, Bednarz Łukasz, Bajno Dariusz, Kuśnierz-Krupa Dominika, Wilk Kamila, Andrianos Nikolaos

Wiadomości Konserwatorskie

|

2023

|

Nr 74

100--108

EN

Today, the only way to save an unused historical building is to subject it to adaptive reuse. This adaptation, on the one hand, allows the historical structure to “live” and on the other it often makes it possible to raise funds for its maintenance. In the case of postindustrial historical buildings subjected to adaptive reuse, one of the important design issues is their thermal retrofitting. Industrial buildings erected at the turn of the nineteenth and the twentieth centuries were not designed in accordance with contemporary functional and technical requirements, including those concerning thermal and humidity requirements. The extent of the interventions carried out in the area of building physics can have a significant impact on the use of the building, on maintaining its durability, and on preserving the authenticity of the historical substance. The paper presents the problem of thermal retrofitting in postindustrial facilities using the example of the adaptation of a historical concrete water tower. Additionally, on the basis of adaptation experience and ex-post evaluation, the risks associated with the adaptation of this type of structure are highlighted.

PL

Współcześnie jedynym sposobem na uratowanie nieużytkowanego obiektu zabytkowego jest poddanie go adaptacyjnemu ponownemu wykorzystaniu. Adaptacja ta z jednej strony pozwala „żyć” zabytkowej budowli, z drugiej często umożliwia pozyskanie środków na jej utrzymanie. W przypadku poprzemysłowych obiektów zabytkowych poddawanych adaptacyjnemu ponownemu wykorzystaniu jednym z ważniejszych zagadnień projektowych jest ich termomodernizacja. Obiekty przemysłowe wznoszone na przełomie XIX i XX wieku nie były projektowane zgodnie ze współczesnymi wymogami użytkowymi i technicznymi, w tym z wymaganiami cieplno-wilgotnościowymi. Zakres prowadzonych ingerencji w obszarze fizyki budowli może mieć istotny wpływ na użytkowanie obiektu, zachowanie jego trwałości i autentyczności substancji zabytkowej. W artykule przedstawiono problematykę termomodernizacji w obiektach postindustrialnych na przykładzie adaptacji zabytkowej żelbetowej wieży ciśnień. Ponadto na podstawie doświadczeń związanych adaptacją oraz ewaluacją ex post, wskazano na zagrożenia związane z adaptacją tego typu obiektu.

20

Second-order effects in horizontally loaded reinforced concrete columns

Pędziwiatr Janusz, Musiał Michał

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2023

|

Vol. 45, nr 4

417--429

EN

This paper deals with the second-order effects in horizontally loaded reinforced concrete columns. The current standard approach according to Eurocode 2 is the starting point for the considerations. Simplified methods that take into account the secondary effects, that is, the nominal stiffness method and the nominal curvature method, and their limitations are discussed. Most attention is devoted to the general method. As only general guidelines for this method can be found in the literature on the subject, the author presents his own original approach to calculations done using this method. Exemplary analyses for the corbel columns of high bay racked warehouses are made. Columns of different lengths are analyzed. The calculations show the overestimates introduced by the simplified methods and the benefits stemming from the use of the general method, especially in the case of quite slender columns.