Eight singly reinforced high strength concrete beams were tested to investigate their flexural behavior. The variable is tensile steel raio. The test results are presented in terms of load-deformation behavior, ductility indexes, and cracking patterns. The flexural strengths obtained experimentally are compapred to the analytical results, and good agreements are obtained. The flexural design provisions of the ACI Building Code are found to be adequate to predict the strength of reinforced high-strength concrete beams.
One of the most important characteristics of Engineered Cementitious Composite (ECC) is its strain hardening behavior up to $5\∼6\%$of stain under a tensile loading. So, the ductile behavior of ECC should be utilized in applications to maximize the performance of structures. Thus, in this study, the ductile behavior of ECC as a repair material applied to the tensile region under flexural loads is numerically examined using a developed numerical model. Several strain capacities of ECC are examined to predict the behavior of ECC strengthened flexural structures. The results show that a certain optimal level of ductility in ECCs for repair applications exists and it is an important factor to consider when using ECC as a repairing material.
The reinforced concrete(RC) beam is developed cracks because the compression strength of concrete is strong but the tensile strength is weak. The structural strength and stiffness is decreased by reduction of tension resistance capacity of concrete due to the developed cracks. Using the fiber reinforced concrete that is increased the flexural strength and tensile strength at tensile part can enhance the strength and stiffness of concrete structure and decrease the tensile flexural cracks and deflection. Therefore, The reinforced concrete used the fiber reinforced concrete at tensile part ensure the safety and serviceability of the concrete structures. In this study, analytical model of a dual concrete beam that is composed of the normal strength concrete at compression part and the high tensile strength concrete at tensile part is developed by using the equilibrium condition of forces and compatibility condition of strains and is parted into elastic analytical model and ultimate analytical model. Three group of test beam that is formed of one reinforced concrete beam and two dual concrete beams for each steel reinforcement ratio is tested to examine the flexural behavior of dual concrete beams. The comparative study of total nine test beams is shown that the ultimate load of a dual concrete beams relative to the reinforced concrete beams have an increase in approximately 30%. In addition, the initial flexural rigidity, as used here, refer to the slope of load-deflection curves in elastic state is increased and the deflection is decreased.
본 연구는 경량콘크리트와 폴리머 개질 경량콘크리트 보에 있어 현행 최소허용철근변형률 기준의 타당성과 최외단 철근의 순인장 변형률에 따른 휨 거동 및 휨 성능을 평가하는 것에 그 목적이 있다. 크기와 형상이 동일한 8개의 시험체를 제작하여 콘크리트의 종류와 최외단 철근의 순인장 변형률을 변수로 실험을 수행하였으며, 이를 통해 순인장 변형률에 따른 경량콘크리트 보와 폴리머 개질 경량콘크리트 보의 강도와 연성의 변화를 분석하였다. 실험 결과 경량콘크리트 보와 폴리머 개질 경량콘크리트 보 모두에서 최외단 철근의 순인장 변형률이 증가할수록 시험체의 연성이 증가하였으며, 특히 최외단 철근의 순인장 변형률 0.005이상에서 보통 중량 콘크리트와 유사한 연성지수를 확보할 수 있었다.
SFRC보의 휨 거동에 대한 이론적인 해석이 제시되었다. Critical region내의 곡률변화와 균열 양상이 고려되었으며 이를 위해 SFRC의 압축응력-변형도와 특히 SFRC의 인장 최대하중 후 응력-균열 열림관계(stress-crack opening relationship)로 표현된 인장 constitutive모델이 비선형 휨 해석에 이용되었다. 제시된 모델의 해석치는 실험치와 비교할 때 만족스러웠으며 이 모델을 이용, SFRC보의 휨 거동에 미치는 여러 영향들과 위험 단면(critical section)의 거동이 고찰되었다. 또한 단순 관찰과 통계적인 접근을 통해 SFRC보의 휨 거동에 큰 영향을 미치는 변수(parameters)들을 찾아내었다.
Although many structures. with high strength concrete have been recently constructed, the flexural behavior of reinforced and prestressed concrete beams with high strength concrete is not exactly defined. This paper presents an experimental study on the flexural strength of the high strength concrete beams. Five large scale beams simply supported were tested and measured. Each beam was loaded by two symmetrical concentrated loads applied at 1.25m from the center of span. The concrete strength, the prestressed force and longitudinal tensile reinforcement ratio vary from beam to beam. From the experimental tests, the flexural strength from tests is larger than the nominal flexural strength of codes. Moreover, the initial crack-load is affected by the prestressed force and the crack width and spacing are controlled by the longitudinal tensile reinforcement ratio.
이 논문에서는 철근의 효과를 고려한 고인성 섬유 보강 콘크리트의 휨 거동을 분석하기 위해 이에 대한 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, 부재의 파괴 시 까지 안정적인 인장 응력을 보여주는 HPFRCC로 인해 휨 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 인장 철근이 항복할 때까지 균열이 국부화되지 않고 고르게 분산되는 것으로 나타났다. 단면 해석을 통해, 직접 인장 실험으로부터 측정된 인장강도를 이용하여 해석할 경우 R/HPFRCC의 휨 강도를 과대평가하는 것으로 나타난 반면, 인장 강성 실험으로부터 도출된 인장강도를 이용하여 해석할 경우 실험 결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 실험 및 이론적 연구를 바탕으로 이 논문에서는 휨 파괴 기준을 단면 상단에서의 콘크리트 압축파괴에 의한 것과 단면 하단부의 인장 파괴에 의한 것으로 구분하였다. 정의된 두 가지 휨 파괴 기준에 근거하여 이 논문에서는 극한 휨 강도를 산정할 수 있는 식을 제안하였으며, 제안된 식은 R/HPFRCC 부재의 설계 및 해석에 유용할 것으로 사료된다.
The purpose of this study is to evaluate the flexural strengthening effects of RC beams reinforced with carbon fiber sheets (CFS) in variable of strengthening amount and anchorage length of CFS. This study can be summarized as follows. The CFS shares the tensile stress such as rebar during loading test. Also, as the strengthening amount of CFS is increased, the maximum flexural strength of RC beams reinforced with CFS is increased. Therefore, it is confirmed that the CFS's strengthening method is very effective to improve the flexural strength of RC beams. The maximum flexural strength of RC beams with CFS is determined by bond failure between CFS and concrete surface. So, the evaluation of CFS's strengthening effect can be calculated using the tensile stress of CFS which is peeling. When the anchorage length of CFS. But, in case of same anchorage length of CFS, when the strengthening amount of CFA is increased, the ductility is decreased. Therefore, it is considered that the anchorage of CFS in the end zone is necessary.
The purpose of this study is to evaluate the flexural strengthening effects of RC beams reinforced with carbon fiber sheets (CFS) in variable of strengthening amount and anchorage length of CFS. This study can be summarized as follows ; The CFS shares the tensile stress such as rebar during loading test. Also, as the strengthening amount of CFS is increased, the maximum flexural strength of RC beams reinforced with CFS is increased. Therefore, it is confirmed that the CFS's strengthening method is very effective to improve the flexural strength of RC beams. The maximum flexural strength of RC beams with CFS is determined by bond failure between CFS and concrete surface. So, the evaluation of CFS's strengthening effect can be calculated using the tensile stress of CFS which is peeling. When the anchorage length of CFS is increased, the ductility of RC beams is increased because of delaying the peeling of CFS. But, in case of same anchorage length of CFS, when the strengthening amount of CFS is increased, the ductility is decreased. Therefore, it is considered that the anchorage of CFS in the end zone is necessary.
Lou, Tiejiong;Lopes, Sergio M.R.;Lopes, Adelino V.
Structural Engineering and Mechanics
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제49권3호
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pp.373-393
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2014
A finite element model for predicting the entire nonlinear behavior of reinforced high-strength concrete continuous beams is described. The model is based on the moment-curvature relations pre-generated through section analysis, and is formulated utilizing the Timoshenko beam theory. The validity of the model is verified with experimental results of a series of continuous high-strength concrete beam specimens. Some important aspects of behavior of the beams having different tensile reinforcement ratios are evaluated. In addition, a parametric study is carried out on continuous high-strength concrete beams with practical dimensions to examine the effect of tensile reinforcement on the degree of moment redistribution. The analysis shows that the tensile reinforcement in continuous high-strength concrete beams affects significantly the member behavior, namely, the flexural cracking stiffness, flexural ductility, neutral axis depth and redistribution of moments. It is also found that the relation between the tensile reinforcement ratios at critical negative and positive moment regions has great influence on the moment redistribution, while the importance of this factor is neglected in various codes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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