Statistical model for compressive strength of lightweight concrete

• Autorzy: Nowak, A. , Rakoczy, A.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The objective of this study is to develop a statistical model of compressive strength of lightweight concrete, using new material test data. The data base includes over 8000 samples, obtained from eight different sources, representing the nominal strength, fc', from 21 to 50 MPa (3000 to 7000 psi). The presented research is focused on the development of statistical parameters of material properties. Resistance is considered as a product of three random variables representing the uncertainty in material properties, dimensions and geometry (fabrication factor) and analytical model (professional factor). Material test data is presented in form of the cumulative distribution functions (CDF) plotted on the normal probability paper for an easier interpretation of the results. The shape of the CDF is an indication of the type of distribution, and since the resulting CDF's are close to straight lines, they can be considered as normal random variables. In addition, the statistical parameters are determined by fitting a straight line to the lower tail of the CDF. The most important parameters are the mean value, bias factor and the coefficient of variation. It was observed that the quality of material and workmanship has been improved over the last 30 years and this is reflected in reduced coefficients of variation.

PL

Celem artykułu jest przedstawienie modelu statystycznego wytrzymałości na ściskanie betonu lekkiego, opracowanego na podstawie nowych danych testowych materiału. Baza danych zawiera wyniki testów ponad 8000 próbek, otrzymanych z ośmiu źródeł, reprezentujących nominalną wytrzymałość betonu, fc', od 21 do 50 MPa (3000 do 7000 psi). Przedstawione badania maja na celu wyprowadzenie parametrów statystycznych właściwości materiału. Wytrzymałość jest rozpatrywana jako iloczyn trzech zmiennych losowych reprezentujących losowość właściwości materiałowych, wymiarów i geometrii oraz modelu analitycznego. Dla ułatwienia interpretacji, wyniki testów zostały przedstawione w formie skumulowanej funkcji rozkładu prawdopodobieństwa (CDF) na znormalizowanym arkuszu probabilistycznym. Kształt CDF określa typ rozkładu i jeśli wykres CDF jest zbliżony do linii prostej, oznacza to, że zmienna losowa ma rozkład normalny. Ponadto parametry statystyczne są określone przez dopasowanie linii prostej do dolnej części krzywej CDF. Najważniejszymi parametrami są wartość średnia, współczynnik odchylenia od wartości średniej (bias) i współczynnik zmienności. Zaobserwowano, że jakość materiału i wykonania poprawiła się w ciągu ostatnich 30 lat i znajduje to odzwierciedlenie w zmniejszonym współczynniku zmienności.

Słowa kluczowe

PL

beton lekki; wytrzymałość na ściskanie; dystrybucja; metody statystyczne; współczynnik oporu

EN

lightweight concrete; compressive strength; cumulative distribution function; statistical parameters; resistance factor

• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 4, no. 4
• Strony: 73-80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Nowak, A.

autor

Rakoczy, A.

• Department of Civil Engineering, University of Nebraska, N104 Scott Engineering Center (SEC), Lincoln, NE 68588-6105,

Bibliografia

• [1] Kaszyńska M.; Lightweight self-consolidating concrete for bridge applications. Concrete Bridge Conference: Concrete Bridge Conference, PCI, Phoenix, AZ, Feb. 2010; CD
• [2] Topcu I.B.; Semi-lightweight concretes produced by volcanic slags. Cement and Concrete Research, Vol.27, No.l, January 1997; p.15-21
• [3] Yasar E., Atis C. D., Kilic A., Gulsen H.; Strength properties of lightweight concrete made with basaltic pumice and fly ash. Materials Letter, Vol. 57, No.15, April 2003; p.2267-2270
• [4] Nowak A.S., Rakoczy A.; Statistical Parameters for Compressive Strength of Light-Weight Concrete. Concrete Bridge Conference, PCI, Phoenix, AZ, Feb. 2010; CD
• [5] Ellingwood, B., Galambos, T. V, McGregor, J. G., Cornell, C. A.; Development of a Probability Based Load Criterion for American National Standard A58. NBS Special Report 577, U.S. Department of Commerce, National Bureau of Standards, 1980
• [6] Nowak A. S., Collins K. R.; Reliability of structures. McGraw-Hill International Editions, Civil Engineering Series, Singapore, 2000
• [7] Nowak A. S., Szerszeń, M.; Calibration of Design Code for Buildings (ACI 318): Part 1&2", ACI Structural Journal, Vol.100, No.3, May 2003; p.377-382
• [8] ACI 318-08, Building Code Requirements for Structural Concrete. American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2008
• [9] MacGregor J.G., Wight J.K.; Reinforced Concrete: Mechanics and Design. 4t h Edition, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey 07458, 2005