Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nośność słupów z lekkiego betonu kruszywowego

Kołodziejczyk Ewelina, Waśniewski Tomasz

Builder

|

2020

|

R.24, nr 12

36--39

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.

2

Nonlinear analysis of lightweight aggregate concrete columns

Kołodziejczyk Ewelina, Waśniewski Tomasz

Budownictwo i Architektura

|

2020

|

Vol. 19, no 3

81--91

EN

The paper presents a numerical analysis of deformability and load-bearing capacity of lightweight aggregate concrete (LWAC) elements subjected to bending with axial force. The nonlinear material model of LWAC presented in Eurocode 2 (EC2) was assumed. Several different densities and compressive strengths of concrete were taken into account. The investigations included the comparison of the sectional capacity and the behaviour of slender elements made with normal and lightweight aggregate concrete. It was observed that density-dependent mechanical properties of concrete affect the obtained values of the maximum axial force and the bending moment despite the same mean compressive strength. In every case, the capacity of the RLWAC section was lower than the one of normal weight, which was caused by a linear characteristic of the LWAC. Other important factors were the modulus of elasticity and the ultimate strain of concrete. LWAC with the higher density and the lower ultimate strain gave greater stiffness to slender columns but reduced the cross-sectional capacity. It was concluded that the elastic modulus and the peak strain of LWAC which are applied in columns calculations should be verified experimentally.

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną odkształcalności i nośności elementów żelbetowych z betonu lekkiego kruszywowego (LWAC) poddanych działaniu siły osiowej oraz momentu zginającego. Przyjęto nieliniowy model materiałowy LWAC przedstawiony w Eurokodzie 2. Uwzględniono kilka różnych gęstości i wytrzymałości betonu na ściskanie. Analiza obejmowały porównanie nośności przekroju i zachowania smukłych elementów wykonanych z betonu o różnych gęstościach. Zaobserwowano, że właściwości mechaniczne 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 LWAC była niższa od tej uzyskanej przy zastosowaniu parametrów betonu normalnego. Było to związane z przyjęciem prawie liniowej charakterystyki wytrzymałościowej LWAC. Innymi ważnymi czynnikami był moduł sprężystości i graniczne odkształcenie betonu. Zastosowanie LWAC o większej gęstości i niższym granicznym odkształceniu oznaczało redukcję nośności przekroju poprzecznego, ale jednocześnie ograniczenie przemieszczeń drugiego rzędu i stosunkowo mniejszy spadek maksymalnej sił w elementach smukłych. W związku z tym stwierdzono, że moduł sprężystości i odkształcenie graniczne LWAC stosowane w obliczeniach słupów należy weryfikować eksperymentalnie.

3

Ductility and internal forces redistribution in lightweight aggregate concrete beams

Waśniewski Tomasz, Kołodziejczyk Ewelina

Budownictwo i Architektura

|

2020

|

Vol. 19, no 4

95--108

EN

Lightweight Aggregate Concrete (LWAC) is typically defined as concrete having a density smaller than or equal to 2200kg/m3 and can be obtained by mixing natural or artificial lightweight aggregates. There is a general scepticism regarding the use of lightweight aggregate concrete (LWAC) for structural applications. This concern is attached to the more brittle material behaviour which leads to lower ductility. This article presents a numerical parametric analysis of the behaviour of the reinforced LWAC cross-sections under the immediate load taking into account the density of the LWAC concrete, concrete strength and tensile reinforcement ratio. Numerical analysis of the beams was conducted in OpenSees, an open–source nonlinear finite element method framework. One-dimensional elements, with three degrees of freedom at each end, were used. Bending stiffness in the integration points was calculated based on the sectional moment – curvature relationship. The analysis showed that there is a relationship between the ductility of the cross-sections made of lightweight concrete and its density class. It is associated with limited compressive strains and the brittle behavior of LWAC. The limited rotation capacity of the reinforced concrete sections made of LWAC also affects the ability of redistribution of internal forces in statically indeterminate beams

PL

Beton lekki kruszywowy (LWAC) jest zwykle definiowany jako beton o gęstości mniejszej lub równej 2200 kg / m3 i można go otrzymać na bazie naturalnych lub sztucznych kruszyw. Istnieje ogólny sceptycyzm co do użycia lekkiego betonu kruszywowego (LWAC) do zastosowań konstrukcyjnych. Obawa ta jest związana z bardziej kruchym zachowaniem się tego betonu, co może prowadzić do mniejszej ciągliwości. W artykule przedstawiono numeryczną analizę parametryczną zachowania się przekrojów wykonanych z betonu lekkiego z uwzględnieniem gęstości betonu, wytrzymałości na ściskanie i stopnia zbrojenia rozciąganego. Analiza numeryczna belek została przeprowadzona w systemie OpenSees, przy użyciu nieliniowej metody elementów skończonych. Do analizy użyto elementów jednowymiarowych z trzema stopniami swobody na każdym końcu. Sztywność giętna była wyznaczana na podstawie przekrojowych relacji moment zginający - krzywizna. Analiza wykazała, że istnieje zależność między ciągliwością przekrojów wykonanych z betonu lekkiego a jego gęstością. Jest to związane z ograniczeniami odkształceń ściskających i kruchym zachowaniem betonu lekkiego. Ograniczona zdolność do obrotu przekrojów krytycznych wykonanych z betonu lekkiego wpływa również na stopień redystrybucji sił wewnętrznych w belkach statycznie niewyznaczalnych.