Nośność styków pomiędzy betonami układanymi w różnym czasie w świetle wyników badań eksperymentalnych i procedur projektowych

Autor

DOI:

https://doi.org/10.24425/ace.2022.140168

Abstrakt

W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z nośnością styków pomiędzy betonami układanymi w różnym czasie. Konieczność zapewnienia właściwego zespolenia pomiędzy “starym” i “nowym” betonem zachodzi nie tylko w przypadku konstrukcji nowo wznoszonych, w których stosuje się elementy prefabrykowane, lecz także w obiektach już istniejących, gdy zachodzi potrzeba wzmocnienia konstrukcji. Tematyka nośności styków pomiędzy betonami układanymi w różnym czasie stanowi przedmiot badań eksperymentalnych prowadzonych od lat 60. ubiegłego wieku. Za pierwszy model opisujący zachowanie styków uznaje się teorię shear-friction, przedstawioną przez Masta i opisaną szczegółowo przez Birkelanda i Birkelanda. Model ten stosowany jest do dnia dzisiejszego w procedurach obliczeniowych ACI 318 i AASHTO-LRFD, jednak badania eksperymentalne prowadzone na przestrzeni lat wykazały potrzebę rewizji przyjętych założeń, polegających m.in. na uwzględnieniu sił adhezji czy kompozycji stosu okruchowego.

Bibliografia

[1] AASHTO-LRFD Bridge Design Specifications, 2012.

[2] ACI 318-19 ACI Standard Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) Commentary on Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318R-19), American Concrete Institute, 2019.

[3] S. Ahmad, P. Bhargava, A. Chourasia, “Shear transfer strength of uncracked interfaces: A simple analytical model”, Construction and Building Materials, 2018, vol. 192, pp. 366-380, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.10.094.

[4] P.W. Birkeland, H.W. Birkeland, “Connections in precast concrete construction”, ACI Structural Journal Proceedings, 1966, vol. 63, no. 3, pp. 345-368.

[5] CEN/TC 250/SC 2, prEN 1992-1-1:2020 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules, rules for buildings, bridges and civil engineering structures, Brussels, 2020.

[6] H. Costa, R.N.F. Carmo, E. Júlio, “Influence of normal stress and reinforcement ratio on the behavior of LWAC interfaces”, Construction and Building Materials, 2018, vol. 192, pp. 317-329, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.10.116.

[7] EN 1992-1-1: Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings, European Committee for Standardisation, Brussels, 2004.

[8] Z. Fang, H. Jiang, A. Liu, J. Feng,Y. Li, “Shear-friction behaviour on smooth interface between high-strength and lightweight concrete”, Magazine of Concrete Research, 2020, vol. 72, no. 2, pp. 68-87, DOI: 10.1680/jmacr.17.00393.

[9] fib Model Code 2010 - Final draft - vol. 2, 2012.

[10] M. Gohnert, “Horizontal shear transfer across a roughened surface”, Cement and Concrete Composites, 2003, vol. 25, no. 3, pp. 379-385, DOI: 10.1016/S0958-9465(02)00050-1.

[11] M. Gołdyn, Ł. Krawczyk, T. Urban, “Przyczynek do rozważań na temat nośności elementów z uwagi na przecinanie betonu”, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, 2017, vol. 64, no. 3, pp. 293-305, DOI: 10.7862/rb.2017.123.

[12] M. Gołdyn, T. Urban, “Lekkie betony kruszywowe w konstrukcjach budowlanych i inżynierskich”, Materiały Budowlane, 2019, no. 12, pp. 16-19 (in Polish).

[13] M. Gołdyn, T. Urban, “Experimental Investigations on Interface between Ordinary and Lightweight Aggregate Concretes Cast at Different Times”, Materials, 2021, vol. 14, no. 7, DOI: 10.3390/ma14071664.

[14] A. Halicka, Studium stanu naprężeń i odkształceń w płaszczyźnie styku i strefie przypodporowej elementów zespolonych z udziałem betonów skurczowych i ekspansywnych, Lublin: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, 2007.

[15] A. Halicka, “Influence new-to-old concrete interface qualities on the behaviour of support zones of composite concrete beams”, Construction and Building Materials, 2011, vol. 25, no. 10, pp. 4072-4078, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2011.04.045.

[16] A. Halicka, Ł. Jabłoński, “Shear failure mechanism of composite concrete T-shaped beams”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Structures and Buildings, 2016, vol. 169, no. 1, pp. 67-75, DOI: 10.1680/stbu.14.00127.

[17] K.A. Harries, G. Zeno, B. Shahrooz, D.Wang, X. Lu, “Toward an Improved Understanding of Shear-Friction Behavior”, ACI Structural Journal, 2012, vol. 109, no. 6, pp. 835-844.

[18] B.R. Hermansen, J. Cowan, “Modified shear-friction theory for bracket design”, ACI Journal Proceedings, 1974, vol. 71, no. 8, pp. 55-60.

[19] A.J. Hofbeck, O.I. Ibrahim, A.H. Mattock, “Shear Transfer in Reinforced Concrete”, ACI Journal Proceedings, 1969, vol. 66, no. 2.

[20] T.T.C. Hsu, S.T. Mau, B. Chen, “Theory of Shear Transfer Strength of Reinforced Concrete”, ACI Structural Journal, 1987, vol. 84, no. 2, pp. 149-160.

[21] Ł. Jabłoński, A. Halicka, “Influence of the interface reinforcement on static performance of concrete composite T-shaped beams”, Budownictwo i Architektura, 2020, vol. 19, no. 3, pp. 063-076, DOI: 10.35784/budarch.2170.

[22] H. Jiang, Z. Fang, A. Liu, Y. Li, J. Feng, “Interface shear behavior between high-strength precast girders and lightweight cast-in-place slabs”, Construction and Building Materials, 2016, vol. 128, pp. 449-460, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.10.088.

[23] E.N.B.S. Júlio, D. Dias-da-Costa, F.A.B. Branco, J.M.V. Alfaiate, “Accuracy of design code expressions for estimating longitudinal shear strength of strengthening concrete overlays”, Engineering Structures, 2010, vol. 32, no. 8, pp. 2387-2393, DOI: 10.1016/j.engstruct.2010.04.013.

[24] L. Kahn, A.D. Mitchell, “Shear Friction Test With High-Strength Concrete”, ACI Structural Journal, 2002, vol. 99, no. 1, pp. 98-103.

[25] L.B. Kriz, C.H. Raths, “Connections in precast concrete structures: strength of corbels”, PCI Journal, 1965, vol. 10, no. 1, pp. 16-61.

[26] R.E. Loov, A.K. Patnaik, “Horizontal Shear Strength of Composite Concrete Beams With a Rough Interface”, PCI Journal, 1994, vol. 39, no. 1, pp. 48-69.

[27] R. Mast, “Auxiliary Reinforcement in Concrete Connections”, Journal of the Structural Division, 1968, vol. 94, no. 6, pp. 1485-1504

[28] A.H. Mattock, “Shear Transfer in Concrete Having Reinforcement at an Angle to the Shear Plane”, American Concrete Institute, ACI Special Publication, 1974, vol. 42, pp. 17-42.

[29] A.H. Mattock, “Shear Transfer Under Monotonic Loading, Across an Interface Between Concretes Cast at Different Times”, Department of Civil Engineering report SM 76-3. Seattle, University of Washington. 1976.

[30] A.H. Mattock, “Reader comments of paper Influence of concrete strength and load history on the shear friction capacity of concrete members”, PCI Journal, 1988, vol. 33, no. 1, pp. 165-166.

[31] A.H. Mattock, “Shear friction and high-strength concrete”, ACI Structural Journal, 2001, vol. 98, no. 1, pp. 50-59.

[32] A.H. Mattock, W.K. Li, T.C.Wang, “Shear transfer in lightweight reinforced concrete”, PCI Journal, 1976, vol. 21, no. 1, pp. 20-39.

[33] A.H. Mattock and Hawkins, N. M., “Shear Transfer in Reinforced Concrete-Recent Research”, PCI Journal, 1972, vol. 17, no. 2, pp. 55-75.

[34] T. Mishima, A. Suzuki, Y. Shinoda, K. Maekawa, “Nonelastic behavior of axial reinforcement subjected to axial and slip deformation at the crack surface”, ACI Structural Journal, 1995, vol. 92, no. 3, pp. 380-385.

[35] M.E. Mohamad, I.S. Ibrahim, R. Abdullah, A.B. Abd. Rahman, A.B.H. Kueh, J. Usman, “Friction and cohesion coefficients of composite concrete-to-concrete bond”, Cement and Concrete Composites, vol. 56, pp. 1-14, DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2014.10.003.

[36] C.G. Papanicolaou, T.C. Triantafillou, “Shear transfer capacity along pumice aggregate concrete and high-performance concrete interfaces”, Materials and Structures, 2002, vol. 34, pp. 237-245, DOI: 10.1007/BF02533085.

[37] A.K. Patnaik, “Behavior of Composite Concrete Beams with Smooth Interface”, Journal of Structural Engineering, 2001, vol. 127, no. 4, pp. 359-366, DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127:4(359).

[38] K. Rahal, “Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate”, Building and Environment, 2007, vol. 42, no. 1, pp. 407-415, DOI: 10.1016/j.buildenv.2005.07.033.

[39] K.N. Rahal, A.L. Al-Khaleefi, “Shear-friction behavior of recycled and natural aggregate concrete-an experimental investigation”, ACI Structural Journal, 2015, vol. 112, no. 6, pp. 725-734, DOI: 10.14359/51687748.

[40] N. Randl, “Zur Frage der Mindestbewehrung bei Aufbeton-Verbundfugen”, Beton- und Stahlbetonbau, 2010, vol. 105, no. 9 pp. 608-611.

[41] N. Randl, M. Wicke, “Schubübertragung zwischen Alt- und Neubeton. Experimentelle Untersuchungen, theoretischer Hintergrund und Bemessungsansatz”, Beton-und Stahlbetonbau, 2000, vol. 95, no. 8, pp. 461-473, DOI: 10.1002/best.200000870.

[42] P.M.D. Santos, E.N.B.S. Júlio, “A state-of-the-art review on shear-friction”, Engineering Structures, 2012, vol. 45, pp. 435-448, DOI: 10.1016/j.engstruct.2012.06.036.

[43] P.M.D. Santos, E.N.B.S. Júlio, “Interface shear transfer on composite concrete members”, ACI Structural Journal, 2014, vol. 111, no. 1, pp. 113-121, DOI: 10.14359/51686543.

[44] D.M. Shaw, L.H. Sneed, “Interface shear transfer of lightweight-aggregate concretes cast at different times”, PCI Journal, 2014, vol. 59, no. 3, pp. 130-144, DOI: 10.15554/pcij.06012014.130.144.

[45] L.H. Sneed, K. Krc, S. Wermager, D. Meinheit, “Interface shear transfer of lightweight-aggregate concretes with different lightweight aggregates”, PCI Journal, 2016, vol. 61, no. 2, pp. 38-55, DOI: 10.15554/pcij.03012016.38.55.

[46] T. Urban, M. Gołdyn, Ł. Krawczyk, “O przyczynach problemów z żelbetowym stropem opartym na konstrukcji stalowej”, Inżynieria i Budownictwo, 2017, vol. 73, no. 12, pp. 644-647.

[47] J. Walraven, H.W. Reinhardt, “Theory and Experiments on the Mechanical Behaviour of Cracks in Plain and Reinforced Concrete Subjected to Shear Loading”, HERON, 1981, vol. 26.

[48] J. Xiao, C. Sun, D.A. Lange, “Effect of joint interface conditions on shear transfer behavior of recycled aggregate concrete”, Construction and Building Materials, 2016, vol. 105, pp. 343-355, DOI: 10.1016/ j.conbuildmat.2015.12.015.

Opublikowane

2022-03-30

Jak cytować

Gołdyn, Michał. „Nośność styków pomiędzy Betonami układanymi W różnym Czasie W świetle wyników Badań Eksperymentalnych I Procedur Projektowych”. Archives of Civil Engineering, t. 68, nr 1, marzec 2022, s. 275-98, doi:10.24425/ace.2022.140168.

Numer

Dział

Articles

Podobne artykuły

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.