Stiffness nonlinear analysis of sections for reinforced concrete members

• Autorzy: Zdanowicz Ł. , Noakowski P.

Warianty tytułu

PL

Sztywnościowa nieliniowa analiza przekrojów żelbetowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An example of nonlinear mechanics of reinforced concrete based on stiffness of the analysed elements (stiffness oriented design) is presented in the paper. To define internal forces in reinforced concrete members, usually a linear relation is used. There is lack of considering an effect of stiffness variation after the first cracking. It often leads to underestimation of crosssectional forces, which may give incorrect calculation results. The stiffness oriented nonlinear analysis allows for the description of work and behaviour of the structure much more precisely, which leads to an increase of safety and economy of the designed object.

PL

W artykule zaprezentowano przykład nieliniowej mechaniki żelbetu opartej na sztywności analizowanych elementów (stiffness oriented design). Określenie sił wewnętrznych w elementach żelbetowych zwykle oparte jest na związkach liniowych. Nie uwzględnia się zjawiska zmiany sztywności po pojawieniu się zarysowania. Prowadzi to często do niedoszacowanych wielkości sił przekrojowych, co może skutkować niemiarodajnym wynikiem obliczeń. Nieliniowa analiza zorientowana sztywnościowo pozwala poznać dokładniej pracę i zachowanie się konstrukcji, co prowadzi do podwyższenia bezpieczeństwa i ekonomii projektowanego obiektu.

Słowa kluczowe

EN

stiffness; curvature; nonlinear analysis; cracking; reinforced concrete elements

PL

sztywność; krzywizna; analiza nieliniowa; zarysowanie; elementy żelbetowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Budownictwo
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 110, z. 2-B
• Strony: 149--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Zdanowicz Ł.

• Institute of Building Materials and Structures, Faculty of Civil Engineering, Cracow University of Technology

autor

Noakowski P.

• Exponent Düsseldorf, TU Dortmund University

Bibliografia

• [N1] PN-EN 1990:2002/A1:2008/NA:2010 Eurocode – Basis of structural design (in Polish).
• [N2] PN-EN 1992-1-1:2008/Ap1:2010/NA:2010/AC:2011 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings (in Polish).
• [1] Bathe K.-J. et al., Nonlinear analysis of concrete structures, Computers & Structures, Vol. 32, No. 3/4, 1989, 563-590.
• [2] Bischoff P.H., Effects of shrinkage on tension stiffening and cracking in reinforced concrete, Canadian Journal of Civil Engineering, 28, 2001, 363-374.
• [3] Czkwianianc A., Kamińska M., Analysis of structure[in:] Plain, reinforced and prestressed concrete structures. Scientific commentary for PN-B-03264:2002, t. 1, Building Research Institute, Warsaw 2005.
• [4] Czkwianianc A., Kamińska M., Method of nonlinear analysis of one-dimensional reinforced concrete memebers, PAN – IPPT, No. 36, Warsaw 1993.
• [5] Lee G.-Y., Kim W., Cracking and Tension Stiffening Behavior of High-Strength Concrete Tension Members Subjected to Axial Load, Advanced in Structural Engineering, Vol. 12, No. 2, 2009, 127-137
• [6] Knauff M., Calculation of reinforced concrete structures according to Eurocode 2, PWN, Warsaw 2013.
• [7] Koeberl B., Willam K., Question of Tension Softening versus Tension Stiffeinig in Plain and Reinforced Concrete, Journal of Engineering Mechanics, 2008, 804-808,
• [8] Nielsen M.P., Hoang L.C., Limit Analysis and Concrete Plasticity, CRC Press – Taylor & Francis Group, 2011.
• [9] Noakowski P., Nachweisverfahren für Verankerung, Verformung, Zwangbeanspruchung und Rißbreite, DAfStb, Heft 394, Beuth Verlag, Berlin 1988.
• [10] Noakowski P., Schäfer H.G., Steifigkeitsorientierte Statik im Stahlbetonbau, Ernst&Sohn, Berlin 2003.
• [11] Polak M.A., Vecchio F.J., Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete Shells, Publication 93-03, University of Toronto, Department of Civil Engineering, Toronto 1993.
• [12] Rombach G.A., Finite element design of concrete structures, Thomas Telford, London 2004.
• [13] Vecchio F.J., Non-linear finite element analysis of reinforced concrete at the crossroads?, Structural Concrete, 2, No. 4, 2001, 201-212,
• [14] Whittle R., Jones T., Technical Report No. 59: Influence of tension stiffeinig on deflection of reinforced concrete structures, The Concrete Society, Camberley, 2004, http://www.docin.com/p-282876679.html – dostęp: 21.06.2013.
• [15] Winnicki A., Cichoń Cz., Waszczyszyn Z., Nonlinear analysis of reinforced concrete bar members using FEM, Archiwum Inżynierii Lądowej, 36, z. 1-2, 1990, 29-61.
• [16] Wołowicki W., Garstecki A., Static analysis of structure [in:] Basics of structural design of reinforced and prestressed concrete structures according to Eurocode 2, DWE, Wroclaw 2006 (in Polish),
• [17] Wu H. Q., Gilbert R. I., Modeling short-term tension stiffening in reinforced concrete prisms using a continuum-based finite element model, Engineering Structures 31, 2009, 2380-2391.