Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov slovenije
ovitek_maj_2009.jpg

Objavljeno v: Gradbeni vestnik - julij 2018

Avtorji

izr. prof. dr. Sebastjan Bratina, univ. dipl. inž. grad.



ANALIZA VPLIVA RAZPOKANOSTI NA TOGOST UPOGIBNO OBREMENJENEGA OJAČANEGA BETONSKEGA NOSILCA Z MODELOM RAZMAZANE RAZPOKE

UDK: 624.012.45:624.072.2(078.9)

Povzetek

V članku predstavimo enodimenzionalni (1D) mehanski model za analizo vpliva razpokanosti na togost ojačenega betonskega nosilca pri kratkotrajni statični obtežbi. Betonski ovoj modeliramo z geometrijsko nelinearnim Reissnerjevim modelom ravninskega nosilca, ojačilno armaturo pa z modelom vrvi. Armatura in betonski ovoj se lahko na medsebojnem stiku zamakneta, ne moreta pa se razmakniti. V modelu upoštevamo nelinearni zakon stika ter nelinearne konstitucijske zakone za beton, jeklo za armiranje in jeklo za prednapenjanje. Razpokanost betona modeliramo z modelom »razmazane« razpoke. Neobčutljivost rezultatov analize od izbire mreže končnih elementov rešimo v skladu s priporočili iz literature, in sicer z vpeljavo t. i. »crack-band« elementa ter karakteristične dolžine območja razpokanosti kot materialnega parametra. Učinkovitost in natančnost predstavljenega mehanskega modela prikazujemo s primerjavo z rezultati upogibnih preizkusov prednapetega in armiranobetonskega nosilca. Ugotovimo zelo dobro ujemanje rezultatov. Rezultati so kvalitativno primerljivi z rezultati drugih raziskovalcev, ki so opravili analize podobnih nosilcev z bistveno bolj zahtevnimi mehanskimi 2D- in 3D-modeli.

Ključne besede: armirani beton, prednapeti beton, natezna togost, zdrs, razmazana razpoka, metoda končnih elementov

Brezplačen elektronski izvod revije:
Celoten članek si preberite v elektronski različici revije Gradbeni vestnik v PDF obliki.

ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF CRACKING ON THE STIFNESS OF REINFORCED CONCRETE ELEMENT USING SMEARED CRACK CONCEPT

Summary

This paper presents a one-dimensional (1D) mechanical model for the analysis of the influence of cracking on the stiffness of reinforced concrete element under short-term static load. The Reissner geometrically non-linear planar beam theory is used to model each subcomponent of the beam. The bending stiffness of the tendon is neglected. The tangential slip between the tendon and concrete is fully accounted for, while the normal separation is not allowed. The non-linear material law of concrete, reinforcing and prestressing steel is considered. Cracking of concrete is accounted for using smeared crack model. In the numerical solution the mesh dependence is resolved by using the crack-band element, the dimension of which is related to the fracture energy of concrete. The validity of the presented mechanical model is verified on reinforced and prestressed concrete beam previously studied in literature. It is determined that the results of the present 1D model are well in line with the experimental results. The results are also qualitatively comparable with those obtained with significantly more complex 2D and 3D mechanical models.

Key words: reinforced concrete, prestressed concrete, tension stiffening, slip, smeared crack, finite element method

Karlovška 3
1000 Ljubljana, SLOVENIJA

Phone: +386 1 52-40-200
Fax: +386 1 52-40-199
email: gradb.zveza@siol.net,
gradbeni.vestnik@siol.net
http://www.zveza-dgits.si