Influence of high strength of concrete and reinforcing steel on behaviour of r/c deep beam

• Autorzy: Stolarski A. , Cichorski W.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wysokiej wytrzymałości betonu i stali zbrojeniowej na zachowanie tarczy żelbetowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The analysis of influence of high strength of structural materials (concrete and reinforcing steel) on load carrying capacity of reinforced concrete deep beam under static load was presented in the paper. Modelling of structural material properties was carried out in the range of plastic flow theory assumptions. Elastic-perfectly plastic material model was applied to the reinforcement steel. The non-standard constitutive model was applied to the concrete. The model describes elastic properties till attaining the static strength, limited perfectly plastic properties of concrete, material softening and material dilatation in the straining process. Introduction of the additional material parameters making possible the description of properties of very high strength of concrete was required for achievement of the purpose of analysis. The method of analysis of inelastic structural system was developed using the finite element method principles. The comparative analysis of the obtained results with experimental result taken from the literature, as well as with the numerical results obtained for normal concrete was described. Presented results confirm the necessity of carrying out the investigation of the influence of the parameters of high strength structural materials on the effort mechanism of the reinforced concrete members.

PL

Zaprezentowano analizę wpływu wysokiej wytrzymałości materiałów konstrukcyjnych (betonu i stali zbrojeniowej) na nośność tarczy żelbetowej obciążonej statycznie. Modelowanie właściwości materiałów konstrukcyjnych przeprowadzono w ramach teorii plastycznego płynięcia. Zastosowano sprężysto-idealnie plastyczny model stali zbrojeniowej. Dla betonu zastosowano niestandardowy model konstytutywny. Model ten opisuje właściwości sprężyste do osiągnięcia wytrzymałości, ograniczone właściwości idealnie plastyczne, osłabienie materiałowe i zmiany objętościowe materiału w procesie deformacji. Wprowadzenie dodatkowych parametrów materiałowych umożliwiających opis właściwości betonu o bardzo wysokiej wytrzymałości umożliwiło osiągnięcie celu analizy. Metodę analizy niesprężystego układu konstrukcyjnego opracowano z wykorzystaniem zasad metody elementów skończonych. Przedstawiono analizę porównawczą uzyskanych wyników z wynikiem doświadczalnym zaczerpniętym z literatury oraz wynikami numerycznymi otrzymanymi dla betonu zwykłego. Prezentowane wyniki potwierdzają konieczność prowadzenia badań wpływu parametrów modeli konstytutywnych materiałów konstrukcyjnych o bardzo wysokiej wytrzymałości na mechanizm wytężenia elementów żelbetowych.

Słowa kluczowe

PL

stal zbrojeniowa; tarcza żelbetowa; wytrzymałość wysoka; beton wysokowytrzymały; stal wysokiej wytrzymałości; mechanizm wytężenia; nośność

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 49, nr 2
• Strony: 113--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il.

Twórcy

autor

Stolarski A.

• Military University of Technology, Warszawa

autor

Cichorski W.

• Military University of Technology, Warszawa

Bibliografia

• 1. AJDUKIEWICZ, Structural cement based concretes of new generation, [in Polish.], Inż. i Budown., 9, 496-502, 1998.
• 2. J. SZWABOWSKI, J. GOŁASZEWSKI, S. SUCHOŃ, High performance concretes, [in Polish., Materiały Budowl., 7, 95-98, 1997.
• 3. D. GAWIN, C. E. MAJORAMA, F. PESAVENTO, B. A. SCHREFLER, Non-linear modelling of behaviour of high performance concrete structures during fire, 3rd International Conference on Analytical Models and New Concepts in Mechanics of Concrete Structures, Wrocław - Świeradów Zdrój, Poland, June 16-19, 69-74, 1999.
• 4. J. HOŁA, A. KAPELKO, A. PSZONKA, Acoustic emission recorded during failure loading of high-strength concrete, 3rd International Conference on Analytical Models and New Concepts in Mechanics of Concrete Structures, Wrocław - Świeradów Zdrój, Poland, June 16-19, 95-98, 1999.
• 5. I. HUDOBA, L. MUŠKOVA, Specific properties of the high strength/high performance concrete reinforced by steel strip fibre reinforcement, 3rd International Conference on Analytical Models and New Concepts in Mechanics of Concrete Structures, Wrocław - Świeradów Zdrój, Poland, June 16-19, 99-101, 1999.
• 6. M. E. KAMIŃSKA, J. MISZCZAK, Experimental and analytical aspects of HSC confinement in tied slender columns, 3rd International Conference on Analytical Models and New Concepts in Mechanics of Concrete Structures, Wrocław - Świeradów Zdrój, Poland, June 16-19, 109-114, 1999.
• 7. C. E. MAJORAMA, V. A. SALOMONI, B. A. SCHREFLER, A constitutive relationship for high performance and ultra high performance concrete, The Euro-C 1998 Conference on Computational Modelling of Concrete Structures, Badgastein, Austria, 31 March - 3 April 1998, 1, 203-208.
• 8. J. OŽBOLT, D. MEŠTROVIĆ, Y. J. LI, R. ELIGHAUSEN, Compression failure of beams made of different concrete types and sizes, Journal of Structural Engineering, 126, 2, 200-209, 2000.
• 9. A. STOLARSKI, W. CICHORSKI, Analysis of influence of high strength of concrete and reinforcing steel on behaviour of R/C deep beam, 4th International Conference on Analytical Models and New Concepts in Concrete and Masonry Structures. Kraków, Poland, June 5-7, 195-200, 2002.
• 10. A. STOLARSKI, W. CICHORSKI, The method of analysis of the inelastic behaviour of the reinforced concrete deep beam under static load [in Polish], Bulletin of the Military University of Technology, 10 (578), 5-30, 2000.
• 11. A. STOLARSKI, Model of dynamic deformation of concrete [in Polish], Archives of Civil Engineering, 27, 3-4, 405-447, 1991.
• 12. A. STOLARSKI, Modelling of concrete behaviour in numerical analysis of R/C structures, 3rd International Conference on Analytical Models and New Concepts in Mechanics of Concrete Structures. Wrocław - Świeradów Zdrój, Poland, June 16-19, 237-244, 1999.
• 13. M. KLEIBER, The finite element method in nonlinear continuum meehanies [in Polish], PWN, Warszawa 1985.
• 14. O. C. ZIENKIEWICZ, The finite element method [in Polish], Arkady, Warszawa 1972.
• 15. J. SZARLIŃSKI, A. WINNICKI, K. PODLEŚ, Concrete structures in plane states [in Polish], Kraków University of Technology Publishers, Kraków 2002.
• 16. F. LEONHARDT, R. WALTHER, Wandartige träger, Report, Deutscher Ausschüß für Stahlbeton, 229, 1966.
• 17. W. CICHORSKI, A. STOLARSKI, The analysis of the displacement state of the inelastic reinforced concrete deep beam under static load [in Polish], Bulletin of the Military University of Technology, 50, 5(585), 5-20, 2001.
• 18. A. BORKOWSKI, T. BURCZYŃSKI, L. DEMKOWICZ, K. DEMS, J. GRABACKI, W. GUTKOWSKI, Z. KĄCZKOWSKI, M. KLEIBER (Editor), J. KRUSZEWSKI, Z. MRÓZ, J. ORKISZ, Z. WASZCZYSZYN, Computer methods in solid mechanics [in Polish], Theoretical Mechanics, XI, PWN, Warszawa 1995.
• 19. M. KLEIBER, CZ. WOŹNIAK, Nonlinear mechanics of structures, PWN, Warszawa 1991.
• 20. Z. WASZCZYSZYN, CZ. CICHOŃ, M. RADWAŃSKA, The finite element method in stability of structures [in Polish], Arkady, Warszawa 1990.
• 21. W. CICHORSKI, A. STOLARSKI, Sensitivity of the numerical solution to finite element mesh for reinforced concrete deep beams, Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences, 7, 195-206, 2000.
• 22. W. CICHORSKI, A. STOLARSKI, Numerical modelling of behaviour of reinforced concrete elements with regard to the material softening [in Polish], Bulletin of the Military University of Technology, 50, 5, 47-58, 2001.