Investigation of the Influence of Local Low Strength Concrete on the Bearing Capacity of Bending Reinforced Concrete Beams

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Reinforced concrete beams can experience local low concrete strength under certain conditions, for example, poor construction practices can cause problems such as concrete voids, surface cavities, block cracking, surface sinks and create areas of low concrete strength. This study presents the response of flexural hinge-supported reinforced concrete beams with different local areas of low concrete strength along the span. Modified models are adopted to describe the concrete properties and an ideal elastic-plastic model is adopted for the steel properties. The beam was divided into three main parts: one sensitive to bending moment, the second sensitive to shear, and the third sensitive to bond. The variables included two types of concrete strength and one reinforcement diameter. The results show that the most critical region with low concrete strength along the span of the beam is the confluence zone near the supports, which is reflected in the ductility of the load-deflection curves. A new generalized empirical model is developed to predict the effect of bearing capacity reduction from local low-strength concrete.

About the authors

A. G. Tamrazyan

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: tamrazian@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0569-4788
SPIN-code: 2636-2447

References

  1. Scott B.D.,Park R., Priestley M.J.N. Stress—Strain Behavior of Concrete Confined by Overlapping Hoops at Low and High Strain Rates // ACI Journal. 1982. 13–27.
  2. Demir K.I., Jirsa J.O. Behavior of concrete under compressive loadings // Journal of the Structural Division. 1969.
  3. Манаенков И.К., Тамразян А.Г. Учет свойств ограниченного бетона в расчетах железобетонных конструкций // В сборнике: Инженерные кадры - будущее инновационной экономики России. Материалы Всероссийской студенческой конференции: в 8 частях. 2015. С. 117-120.
  4. Hsu C., Thomas T., Mo Y. L. Chapter 9 - Finite Element Modeling of Frames and Walls. Unified Theory of Concrete Structures. John Wiley & Sons, 2010.
  5. Taqieddin Z.N. Elasto-plastic and damage modeling of reinforced concrete. Louisiana State University, Aug. 2008.
  6. Kim S.H., Riyad S.A. Ductility of Carbon Fiber-reinforced Polymer (CFRP) Strengthened Reinforced Concrete Beams: Experimental Investigation // Steel and Composite Structures. 2004. 4(5): 333-53.
  7. Chen W.-F. Chapter 1 - Introduction. Plasticity in Reinforced Concrete. J. Ross Publishing, 2007.
  8. Люблинский В.А., Тамразян А.Г. Безопасность несущих систем многоэтажных зданий при локальном изменении жесткостных характеристик несущих элементов // В сборнике: Бетон и железобетон - взгляд в будущее. научные труды III Всероссийской (II Международной) конференции по бетону и железобетону: В семи томах. 2014. С. 90-99.
  9. Тамразян А.Г., Мацеевич Т.А. Анализ надежности железобетонной плиты с корродированной арматурой // Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 89-98.
  10. Тамразян А.Г., Орлова М.А. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов с трещинами // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 6 (53). С. 98-105.
  11. Тамразян А.Г., Филимонова Е.А. О влиянии снижения жесткости железобетонных плит перекрытий на несущую способность при длительном действии нагрузки // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 7. С. 30-32.
  12. Тамразян А.Г., Манаенков И.К. К расчету изгибаемых железобетонных элементов с косвенным армированием сжатой зоны // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 7. С. 41-44.
  13. Тамразян А.Г. Методология анализа и оценки надежности состояния и прогнозирование срока службы железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. Т. 1. № 1. С. 5-18.
  14. Willam K. J., Warnke E. D. Constitutive Model for the Triaxial Behavior of Concrete // Proceedings, International Association for Bridge and Structural Engineering. Vol. 19. ISMES. Bergamo, Italy. p. 174. 1975.
  15. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318M-11) An ACI Standard and Commentary.
  16. Дудина И.В., Тамразян А.Г. Обеспечение качества сборных железобетонных конструкций на стадии изготовления // Жилищное строительство. 2001. № 3. С. 8-10.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».