Analiza przyczepności prętów żebrowanych w betonie metodą pull-out na próbkach centrycznych i mimośrodowych

• Autorzy: Burdziński Marcin , Niedostatkiewicz Maciej

Warianty tytułu

EN

Bond analysis of ribbed bars in concrete by pull-out method on centric and eccentric specimens

• Konferencja: Konferencja Naukowo-Techniczna Konstrukcje Sprężone KS2021, 12-13 maja 2022, Kraków
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy analizy przyczepności żebrowanego stalowego pręta zbrojeniowego w betonie. Celem pracy była ocena wpływu położenia pręta w betonowym bloku na lokalną zależność naprężenie przyczepności-poślizg. Podjęto także próbę numerycznej symulacji przeprowadzonych eksperymentów w programie ABAQUS. Analizę doświadczalną przeprowadzono za pomocą testu pull-out na dwóch rodzajach próbek - centrycznych i mimośrodowych w dwóch wariantach, z dolnym otuleniem o grubości 20 i 40 mm. Do obliczeń numerycznych wykorzystano modele materiałowe odpowiadające materiałom zastosowanym w doświadczeniach. Użyto modelu betonu plastycznego ze zniszczeniem (ang. Concrete Damaged Plasticity) oraz modelu liniowo-sprężystego dla stali. Przeprowadzone eksperymenty potwierdziły, że zmiana lokalizacji pręta na kierunku pionowym wpływa na zmniejszenie jego skrępowania w betonie, co rzutuje na redukcję wartości maksymalnych naprężeń przyczepności oraz na mechanizm zniszczenia, czego konsekwencją jest zmiana przebiegu krzywej naprężenie przyczepności-poślizg względem próbek centrycznych. Wykonane symulacje MES poprawnie odwzorowują zachowanie przyczepności w próbkach podczas testów pull-out.

EN

This paper deals with the bond analysis of a ribbed steel rebar in concrete. The aim of the paper was to evaluate the effect of the bar position in a concrete block on the local bond stress-slip relationship. An attempt was also made to numerically simulate the conducted experiments in ABAQUS software. The experimental analysis was carried out using pull-out test on two types of specimens - centric and eccentric in two variants, with bottom concrete cover of 20 and 40 mm thickness. Material models corresponding to the materials used in the experiments were used for numerical calculations. Concrete Damaged Plasticity model and linear elastic model for steel were used. The experiments confirmed that changing the location of the bar in the vertical direction reduces its confinement in the concrete, thus reducing the bond strength and the failure mechanism, resulting in a change in the bond stress-slip curve with respect to the centric specimens. The FEA simulations performed correctly represent the bond behavior in the specimens during pull-out tests.

Słowa kluczowe

PL

beton; pręt żebrowany; przyczepność; wytrzymałość na wyrywanie; stanowisko badawcze; MES; metoda elementów skończonych

EN

concrete; ribbed bar; bond; pull-out test; test stand; FEM; finite element method

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Przegląd Budowlany
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 93, nr 5-6
• Strony: 93--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Burdziński Marcin

autor

Niedostatkiewicz Maciej

• Katedra Konstrukcji Inżynierskich, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Tepfers R., Olsson P., Ring Test for Evaluation of Bond Properties of Reinforcing Bars. International Conference Bond in Concrete - From Research to Practice, str. 1-89-1-99, Riga, Latvia, 1992.
• [2] Chu S. H., Kwan A. K. H., A new method for pull out test of reinforcing bars in plain and fibre reinforced concrete, Engineering Structures 164/2018, str. 82-91
• [3] Tang C. W., Cheng C. K., Modeling Local Bond Stress-Slip Relationships of Reinforcing Bars Embedded in Concrete with Different Strengths, Materials, 13/2020, str. 3701
• [4] Rehm G., Über die Grundlagen des Verbundes zwischen Stahl und Beton, Deutscher Ausschuß für Stahlbeton, 1961
• [5] Alves J. El-Ragaby A., El-Salakawy E., Durability of GFRP Bars’ Bond to Concrete under Different Loading and Environmental Conditions, Journal of Composites for Construction 15(3)2011, str. 249-262
• [6] fib Bulletin 10. Bond of reinforcement in concrete (State-of-art report). International Federation for Structural Concrete, 2000
• [7] fib Bulletin 72. Bond and anchorage of embedded reinforcement: Background to the fib Model Code for Concrete Structures 2010, International Federation for Structural Concrete, 2014
• [8] Xing G., Zhou C., Wu T., Liu B., Experimental Study on Bond Behavior between Plain Reinforcing Bars and Concrete, Advances in Materials Science and Engineering, 2015, 604280
• [9] Grabiec K., Projektowanie przekrojów w konstrukcjach z betonu, Arkady, 1982, ISBN 83-213-3060-6
• [10] Pędziwiatr J., Podstawowe zagadnienia przyczepności stali i betonów w elementach żelbetowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2007, ISSN 0324-9875
• [11] Pereira H., Cunha V., Sena-Cruz J., Numerical simulation of galvanized rebars pullout. Frattura ed Integrita Strutturale, 31/2015, str. 54-66
• [12] Hu Z., Shah Y. I., Yao P., Experimental and Numerical Study on Interface Bond Strength and Anchorage Performance of Steel Bars within Prefabricated Concrete Materials 14/2021, str. 3713
• [13] Beliaev M., Semenov A., Semenov S., Benin A., Simulation of Pulling the Reinforcing Bar from Concrete Block with Account of Friction and Concrete Damage, MATEC Web of Conferences, 73/2016, 04010
• [14] Rolland A., Argoul P., Benzarti K., Quiertant M., Chataigner S., Khadour A., Analytical and numerical modeling of the bond behavior between FRP reinforcing bars and concrete, Construction and Building Materials 231/2020, 117160
• [15] CEB-FIP Model Code 2010, Committee Euro-International du Beton, Lausanne, Switzerland, 2010
• [16] EN 206: Concrete. Specification, performance, production and conformity, European Committee for Standardization, Brussels, 2021
• [17] PN-H-93220:2018-02: Steel for concrete reinforcement - Weldable reinforcing steel B500SP, Polish standard
• [18] CEB-FIP Model Code 1990 - Design Code. Committee Euro-International du Beton, Lausanne, Thomas Telford Services Ltd., London

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).