Nośność słupów z lekkiego betonu kruszywowego

• Autorzy: Kołodziejczyk Ewelina , Waśniewski Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.5102

Warianty tytułu

EN

Load bearing capacity of lightweight aggregate concrete columns

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę numeryczną nośności przekrojów i smukłych elementów z betonu lekkiego (LWAC) poddanych działaniu siły osiowej oraz momentu zginającego. Przyjęto nieliniowy model materiałowy betonu przedstawiony w Eurokodzie 2 (EC2) [1]. Średnia wytrzymałość betonu na ściskanie przyjęta w obliczeniach wynosiła 53 MPa. Rozważano kilka różnych gęstości betonu. Zaobserwowano, że właściwości wytrzymałościowe betonu zależne od gęstości wpływają na uzyskiwane wartości maksymalnej siły osiowej i momentu zginającego pomimo tej samej średniej wytrzymałości na ściskanie. W każdym przypadku nośność przekroju z betonu lekkiego była niższa niż betonu zwykłego. Ponadto wprowadzenie LWAC o większej gęstości i niższym odkształceniu granicznym oznaczało większą sztywność smukłych słupów, ale wiązało się z redukcją nośności samego przekroju. Wyniki analizy nieliniowej posłużyły do weryfikacji uproszczonych metod obliczeń II rzędu zawartych w EC2 pod kątem wpływu właściwości materiału na zgodność uzyskanych wyników z metodą ogólną. Wykazano, że wyniki w niektórych przypadkach są bardzo konserwatywne i nie uwzględniają innego poziomu odkształcenia w LWAC.

EN

The paper presents a numerical analysis of the load-bearing capacity of lightweight aggregate concrete (LWAC) cross-sections and slender elements subjected to bending with axial force. The nonlinear material model of concrete presented in Eurocode 2 (EC2) [1] was assumed. The mean compressive strength of concrete was 53MPa. There were considered several different densities of concrete. It was observed that density-dependent mechanical properties of concrete affect the obtained values of the maximum axial force and bending moment despite the same mean compressive strength. In every case, the capacity of the LWAC sections was lower than the normal weight ones. Moreover, LWAC with the higher density and the lower ultimate strain gave greater stiffness to slender columns but reduced the cross-sectional capacity. The results of the nonlinear analysis were used to verify the simplified calculation methods of 2nd order effects included in EC2 in terms of the influence of the material properties on the consistency of the obtained results with the general method. It was shown that the results in some cases are very conservative and do not include a different level of strain in LWAC.

Słowa kluczowe

PL

analiza numeryczna; nośność; słup betonowy; beton lekki; beton kruszywowy

EN

numerical analysis; load-bearing capacity; concrete column; lightweight aggregate concrete

• Wydawca: BUILDER CORP Sp. z o.o.
• Czasopismo: Builder
• Rocznik: 2020
• Tom: R.24, nr 12
• Strony: 36--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kołodziejczyk Ewelina

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

autor

Waśniewski Tomasz

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• [1] PN-EN 1992, 2008, Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu – Część 1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
• [2] D. Dias-da-costa, R.N.F. Carmo, R. Graça-e-costa, J. Valença and J. Alfaiate, 2014, "Longitudinal reinforcement ratio in lightweight aggregate concrete beams", Engineering Structures, vol. 81, pp. 219-229.
• [3] J. A. Øverli, 2017, Towards a better understanding of the ultimate behaviour of LWAC in compression and bending, Engineering Structures, vol. 151, pp. 821-838.
• [4] D. Bacinskas, D. Rumsys, A. Sokolov and G. Kaklauskas, 2020, Deformation analysis of reinforced beams made of lightweight aggregate concrete, Materials, vol. 13, no. 20, pp. 1-13.
• [5] Z. Wang, X. Li, L. Jiang, M. Wang, Q. Xu and K. Harries, 2020, Long-term performance of lightweight aggregate reinforced concrete beams, Construction and Building Materials, vol. 264, p. 120231.
• [6] L. Slabs, R. Szydlowki and M. Mieszcak, 2017, Study of application of lightweight aggregate concrete to construct post-study of application of lightweight aggregate concrete to construct post-tensioned long-span slabs, Procedia Engineering, vol. 172, no. February, pp. 1077-1085.
• [7] T. Urban, M. Gołdyn, Ł. Krawczyk and Ł. Sowa, 2019, Experimental investigations on punching shear of lightweight aggregate concrete flat slabs, Engineering Structures, vol. 197, no. December 2018, p. 109371.
• [8] A. Rossignolo, M. V. C. Agnesini and J. A. Morais, 2003, Properties of high-performance LWAC for precast structures with Brazilian lightweight aggregates, Cement & Concrete Composites, vol. 25, pp. 77-82.
• [9] P. Suraneni, P. C. Bran Anleu and R. J. Flatt, 2015, Factors affecting the strength of structural lightweight aggregate concrete with and without fibers in the 1,200-1,600 kg/m3 density range, Materials and Structures, vol. 49, pp. 677-688.
• [10] M.-H. Zhang and O.E. Gjorv, 1991, Mechanical properties of high-strength lightweight concrete, ACI Materials Journal, no. 88, pp. 240-247.
• [11] D. Galeota, M.M. Giammatteo and A. Gregori, 2004, Ductility and strength in high-performance lightweigth concrete columns, in 13 th World Conference on Earthquake Engineering, no. 3414.
• [12] E. Kołodziejczyk and T. Waśniewski, 2020, Nonlinear analysis of lightweight aggregate concrete columns, Budownictwo i Architektura, vol. 19, no. 3, pp. 77-88.
• [13] AICAP, A.W. Beeby, H. Corres Peiretti, J. Walraven, B. Westerberg and R. V. Whitman, 2017, Eurocode 2. Commentary.
• [14] H. Barros, V.D. Silva and C. Ferreira, 2010, Second order effects in slender concrete columns-reformulation of the Eurocode 2 method based on nominal curvature, Engineering Structures, vol. 32, no. 12, pp. 3989-3993.

Uwagi

Artykuł umieszczony w części "Builder Science"

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