Tests of bond between concrete and steel bars – literature background and program of own research

• Autorzy: Burdziński Marcin , Niedostatkiewicz Maciej , Ziółkowski Patryk

Identyfikatory

DOI

10.35784/bud-arch.2149

Warianty tytułu

PL

Badania przyczepności między betonem i prętami stalowymi – przegląd literatury i program badań własnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article deals with the issue of the bond between concrete and reinforcement. The bond is crucial for reinforced concrete elements because it is possible to transfer forces (stresses) from concrete to the reinforcement. Basic information related to the cooperation of concrete and rebars was recalled in the article. Selected issues concerning theoretical and numerical analysis as well as experiments of the bond phenomenon were presented. The article also proposes its own concept of experimental studies on the bond on two types of specimens: so-called short specimen and large specimen that will be subjected to pull-out tests. The described concept is ultimately to form the basis for creating a numerical model, enabling the simulation of bond in various reinforced concrete elements, calibrated based on the results of experimental studies.

PL

Artykuł dotyczy zagadnienia przyczepności między betonem i prętami zbrojeniowymi. Przyczepność ma kluczowe znaczenie dla elementów żelbetowych, ponieważ dzięki niej możliwe jest przeniesienie sił (naprężeń) z betonu na zbrojenie. W artykule przypomniano podstawowe informacje dotyczące współpracy betonu i prętów zbrojeniowych. Przedstawiono wybrane zagadnienia z analizy teoretycznej i numerycznej oraz eksperymentów dotyczących zjawiska przyczepności. W artykule zaproponowano również własną koncepcję badań doświadczalnych przyczepności na dwóch typach próbek: tzw. próbce krótkiej i próbce długiej, które zostaną poddane testom pull-out. Opisana koncepcja ma docelowo stanowić podstawę do stworzenia modelu numerycznego, umożliwiającego symulację przyczepności w różnych elementach żelbetowych, skalibrowanego na podstawie wyników z badań eksperymentalnych.

Słowa kluczowe

EN

reinforced concrete structures; bond; pull-out test; steel deformed bar; concrete

PL

konstrukcje żelbetowe; przyczepność; test pull-out; żebrowane pręty stalowe; beton

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 19, no 3
• Strony: 5--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., fig.

Twórcy

autor

Burdziński Marcin

• Doctoral School; Gdańsk University of Technology; Gabriela Narutowicza St. 11/12, 80-233 Gdańsk; Poland

autor

Niedostatkiewicz Maciej

• Department of Concrete Structures; Faculty of Civil and Environmental Engineering; Gdańsk University of Technology; Gabriela Narutowicza St. 11/12, 80-233 Gdańsk; Poland

autor

Ziółkowski Patryk

• Department of Concrete Structures; Faculty of Civil and Environmental Engineering; Gdańsk University of Technology; Gabriela Narutowicza St. 11/12, 80-233 Gdańsk; Poland

Bibliografia

• 1. Pędziwiatr J., Podstawowe zagadnienia przyczepności stali i betonów w elementach żelbetowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007.
• 2. Grabiec K., Projektowanie przekrojów w konstrukcjach z betonu. Arkady, Warszawa 1982.
• 3. Sulaiman M.F. et al., “A Review on Bond and Anchorage of Confined High-strength Concrete”, Structures, 2017 (11), pp. 97-109. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2017.04.004
• 4. EN 1992-1-1, Eurocode 2: Design of Concrete Structures – Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings, 2004.
• 5. CEB-FIP Model Code, First Draft, Committee Euro-International du Beton, Bulletin d’information, no. 195, 196, Mars 1990.
• 6. fib Model Code for Concrete Structures 2010.
• 7. Mirza S., Houde J., “Study of Bond Stress-Slip Relationships in Reinforced Concrete”, ACI Journal, vol. 76, no. 1, Symposium Paper, January 1979, pp. 19-46.
• 8. Kankam Ch., “Relationship of Bond Stress, Steel Stress, and Slip in Reinforced Concrete”, Journal of Structural Engineering, 1997, vol. 123, no. 1, pp. 79-85.
• 9. Jiang D., Shah S., Andonian A., “Study of the Transfer of Tensile Forces by Bond”, Journal of the American Concrete Institute, May-Jun 1984, 81(3), pp. 251-259.
• 10. Pędziwiatr J., “The new model for cracking analysis of tension reinforced concrete members based on the bond-slip relationships”, Arch. Viv. Eng., 1996, vol. 42, no. 1, pp. 47-64.
• 11. Cox J., Herrmann L., “Development of a plasticity bond model for steel reinforcement”, Mech. Cohesive-Frict. Mater., 1998, vol. 3, pp. 155-180. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1484(199804)3:2<155::AID-CFM45>3.0.CO;2-S
• 12. Zhao J., Cai G., Yang J., “Bond-slip behavior and embedment length of reinforcement in high volume fly ash concrete”, Materials and Structures, 2016, vol. 49, pp. 2065-2082. https://doi.org/10.1617/s11527-015-0634-2
• 13. Li X., Zhang J., Liu J., Cao W., “Bond Behavior of Spiral Ribbed Ultra-high Strength Steel Rebar Embedded in Plain and Steel Fiber Reinforced High-Strength Concrete”, KSCE Journal of Civil Engineering, 2019, vol. 23, no. 10, pp. 4417-4430. https://doi.org/10.1007/s12205-019-2449-0
• 14. Deshpande A.A., Kumar D., Ranade R., “Temperature effects on the bond behavior between deformed steel reinforcing bars and hybrid fiber-reinforced strain-hardening cementitious composite”, Construction and Building Materials, 2020, vol. 233. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117337
• 15. RILEM/CEB/FIP, Recommendations on reinforcement steel for reinforced concrete, Revised edition of RC6 Bond test for reinforcement steel: (2). Pull-out test, CEB News, May 1983, no. 73.
• 16. PN-EN 10080 – Stal do zbrojenia betonu – Spajalna stal zbrojeniowa – Postanowienia ogólne, 2007.
• 17. Ganesan N., Indira P.V., Sabeena M.V., “Bond stress slip response of bars embedded in hybrid fibre reinforced high performance concrete”, Construction and Building Materials, 2014, vol. 50, pp. 108-115. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.09.032
• 18. Solyom S., Di Benedetti M., Guadagnini M., Balázs G.L., “Effect of temperature on the bond behaviour of GFRP bars in concrete”, Composites Part B: Engineering, 2020, vol. 183. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107602
• 19. Chen J., Zhang B., Yang O., Long S., Xu F., Yang C., “Impact of anchorage length on bond performance between corroded reinforcing steel bars and concrete”, Materials Reports, 2019, vol. 33, pp. 3744-3751. https://doi.org/10.11896/cldb.18110090
• 20. Bednarek Z., Ogrodnik P., Kamocka-Bronisz R., Bronisz S., „Badanie wpływu temperatur występujących w czasie pożaru oraz szokowego chłodzenia na przyczepność stali B500SP i BST500S do betonu”, Safety & Fire Technique / Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza, 2013, vol. 29, no. 1, pp. 67-73.
• 21. Liu K., Yan J., Zou C., Meng X., “Bond behavior between deformed steel bars and recycled aggregate concrete after freeze-thaw cycles”, Construction and Building Materials, 2020, vol. 232. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117236
• 22. Base G., “Bond and Control of Cracking in Reinforced Concrete”, in International Conference Bond in Concrete, Applied Science Publishers, London 1982, pp. 446-447.
• 23. Drobiec Ł., Jasiński R., Piekarczyk A., Diagnostyka konstrukcji żelbetowych. T.1, Metodologia, badania polowe, badania laboratoryjne betonu i stali. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.
• 24. Lackner R., Mang H.A., “Scale Transition in Steel-Concrete Interaction. I: Model”, Journal of Engineering Mechanics, 2003, vol. 129, no. 4, pp. 393-402. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2003)129:4(393)
• 25. Lackner R., Mang H.A., “Scale Transition in Steel-Concrete Interaction. II: Applications”, Journal of Engineering Mechanics, 2003, vol. 129, no. 4, pp. 403-413. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2003)129:4(403)
• 26. Ngo D., Scordelis A., “Finite element analysis of reinforced concrete beams”, ACI Journal, 1967, vol. 64, no. 3, pp. 152-163.
• 27. Hameed R., Sellier A., Turatsinze A., Duprat F., “Simplified approach to model steel rebar-concrete interface in reinforced concrete”, KSCE Journal of Civil Engineering, 2017, vol. 21, no. 4, pp.1291-1298. https://doi.org/10.1007/s12205-016-1397-1
• 28. Ueda T., Sato Y., Tadokoro T., “Prediction of Tension Behavior of Reinforced Concrete Members with Bond Model”, in Bond in Concrete – from research to standards. Budapest, 2002, pp. 293-299.
• 29. Suchorzewski J., Korol E., Tejchman J., Mroz Z., “Experimental study of shear strength and failure mechanisms in RC beams scaled along height or length”, Engineering Structures, 2018, vol. 157, pp. 203-223. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.12.003
• 30. Suchorzewski J., Marzec I., Korol E., Tejchman J., “Investigations on strength and fracture in RC beams scaled along height or length, Meschke G., Pichler B., Rots J.G.”, in Conference on Computational Modelling of Concrete and Concrete Structures (EURO-C). Bad Hofgasein 2018, pp. 651-661. https://doi.org/10.1201/9781315182964
• 31. Den Uijl J.A., Bigaj, A.J., “A bond model for ribbed bars based on concrete confinement”, Heron, 1996, vol. 41, no. 3, pp. 201-226.

Uwagi

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