Prognosis of dynamic behavior of reinforced concrete deep beams of very high strength materials

• Autorzy: Cichorski Waldemar , Stolarski Adam

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.131787

Warianty tytułu

PL

Prognoza dynamicznego zachowania tarcz żelbetowych z materiałów bardzo wysokiej wytrzymałości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An analysis of the dynamic load - carrying capacity of rectangular reinforced concrete deep beam considering the physical nonlinearities of structural materials: concrete and reinforcing steel, is the aim of the paper. The model of the elastic/visco-perfectly plastic material including dynamic yield criterion was applied for the reinforcing steel. The non-standard model of dynamic deformation, regarding the dynamic strength criterion and material softening was applied for the concrete. The method for description of deformation parameters of high strength concrete was included in the model. The method of structure effort analysis was developed using the finite element method. The comparative analyses of the obtained results for three different values of high strengths of concrete and one value of high yield stress for reinforcing steel were carried out in relation to the numerical results obtained for ordinary concrete and steel in case of dynamic loading. In these cases, the significant differences in behavior of reinforced concrete deep beams have been observed and described in detail. The effectiveness of the method analysis and computational algorithms for the problems of numerical simulation of reinforced concrete deep beam dynamic behavior was indicated in the paper.

PL

W pracy przedstawiono prognozę zachowania prostokątnych tarcz żelbetowych wykonanych z betonów o bardzo wysokiej wytrzymałości obciążonych dynamicznie z uwzględnieniem fizycznych nieliniowości materiałów konstrukcyjnych: betonu i stali zbrojeniowej. Do opisu dynamicznych właściwości materiałów konstrukcyjnych dla betonu zastosowano niestandardowy model deformacji dynamicznej uwzględniający wytrzymałość dynamiczną betonu, osłabienie materiałowe, zarysowanie i miażdżenie betonu. W modelu opisującym dynamiczne zachowanie betonu dokonano modyfikacji paramentów materiału uwzględniających charakterystykę naprężeniowo-odkształceniową uwzgledniająca parametry betonu bardzo wysokiej wytrzymałości. Dla stali zbrojeniowej przyjęto model sprężysto/lepko-idealnie plastycznego materiału z uwzględnieniem efektu opóźniania plastycznego. Modelowanie procesów dynamicznego odkształcania płaskiego ustroju konstrukcyjnego- tarczy żelbetowej przeprowadzono przy użyciu własnych procedur numerycznych i programów obliczeniowych bazując na metodzie elementów skończonych.

Słowa kluczowe

EN

structural mechanics; reinforced concrete structure; deep beam; dynamic load; physical nonlinearity

PL

mechanika konstrukcji; konstrukcja żelbetowa; tarcza; dynamika; nieliniowość fizyczna

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 1
• Strony: 257--279
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Cichorski Waldemar

• Military University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Geodesy, Warsaw, Poland

autor

Stolarski Adam

• Military University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Geodesy, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. G. Bąk and A. Stolarski, Delayed yield effect in dynamic flow of elastic/visco-perfectly plastic material, Arch. Mech., 37, 4-5, 285-302, 1985.
• 2. J. D. Campbell, The dynamic yielding of mild steel, Acta Metallurgica, 1, 706-710, 1953.
• 3. W. Cichorski and A. Stolarski, Modelling of inelastic behaviour of reinforced concrete deep beam. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 74 (1), 2016, 37-44.
• 4. W. Cichorski and A. Stolarski, The analysis of the displacement state of the inelastic reinforced concrete deep beam under static load, 2001, Bulletin of the Military University of Technology, L, 5(585), 2001, 5-20, (in Polish).
• 5. F. Leonhardt and R. Walther, Wandartige träger, Report, Deutscher Asschüß für Stahlbeton, 229, Berlin, Germany, 1966.
• 6. P. Perzyna, The constitutive equations for rate sensitive plastic materials, Quart. Appl. Math., 20. 1963, 321-332.
• 7. A. Stolarski and W. Cichorski. Influence of high strength of concrete and reinforcing steel on behaviour of r/c deep beam, Archives of Civil Engineering, XLXIX, 2, 2003, 113-130.
• 8. A. Stolarski and W. Cichorski, The method of analysis of the inelastic behaviour of the reinforced concrete deep beam under static load, Bulletin of the Military University of Technology, 2000, 10(578), 5-30, (in Polish).
• 9. A. Stolarski, Model of dynamic deformation of concrete, Archives of Civil Engineering, XXXVII, 3-4, 405-447, 1991, (in Polish).
• 10. A. Stolarski, Dynamic strength criterion for concrete, Journal of Engineering Mechanics, ASCE, vol. 130, 12, 2004, 1428-1435.
• 11. P. Wriggers, Nonlinear Finite Element Methods, Springer, 2008.
• 12. A. Stolarski, W. Cichorski, A. Szcześniak, Non-Classical Model of Dynamic Behaviour of Concrete, Applied Sciences, 2019, 9(13), 2590; doi:10.3390/app9132590.
• 13. I. Marzec, J. Tejchman, A. Winnicki, Computational simulations pf concrete behavior under dynamic conditions using elasto-visco-plastic model with non-local softening, Computers and Concrete, 105, Vol. 15, No. 4 (2015), 515-545: doi: http://dx.doi.org/10.12989/cac.2015.15.4.515.
• 14. A. Wosatko, A. Genikomsou, J. Pamin, M. A. Polak, A. Winnicki, Examination of two regularized damageplasticity models for concrete with regard to crack closing, Engineering Fracture Mechanics, 2018, 190-211.

Uwagi

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