The particular weaknesses of concrete buildings are brittle fracture and lack of material ductility, so using steel reinforcements and discrete fibers are an attempt to overcome this weakness. Strain hardening behavior under tensile force has made new material, High Performance Fiber Reinforced Cement Composite “HPFRCC” as a high performance material with high energy absorption capability and high cracking ability before failure. Therefore the structural application of this composite material in the structural members such as continuous beams to control cracks width and formation of multiple cracks, improve ductility, moment redistribution capacity have been investigated. In this paper, the effect of using HPFRCC containing 2 % steel fibers on the flexural performance of four large two-span reinforced concrete beams with similar dimensions and similar longitudinal reinforcement ratios has experimentally been investigated. Two beams were ordinary concrete with two different arrangements of stirrups in the middle support (hogging) and mid span (sagging) area and two other beams were companion but made with full HPFRCC composites. The specimens have rectangular cross section of 250 mm (height) x 200 mm (width) and are continuous over two spans of 1800 mm each and two concentrated equal statically monotonic loads (from zero to the failure) are applied. The experimental results showed that using HPFRCC layers in section beams and reducing the spacing of the stirrups, increased the ultimate load, ductility ratio, plastic hinge characteristics and moment redistribution capacity of these beams compare to reference beam. The greatest load carrying capacity values 42 % were observed in FHPS compared to RCN beam. Maximum moment redistribution values of around 23.31 % was observed in FHPS beam and maximum displacement ductility ratio 1.8 was observed in FHPS beam compare to reference beam. In HPFRCC beam, the sufficient shear strength is provided in beam without local shear cracks. This allows the formation of plastic hinge in beams and plastic hinge zone.

Особыми слабостями бетонных зданий являются хрупкое разрушение и отсутствие пластичности материала, поэтому использование стальной арматуры и дискретных волокон является попыткой преодолеть эту слабость. Деформационное упрочнение под действием растягивающей силы создало новый материал, высокоэффективный армированный волокном цементный композит HPFRCC в качестве высокоэффективного материала с высокой способностью поглощения энергии и высокой трещиностойкостью перед разрушением. Поэтому было исследовано конструктивное применение этого композиционного материала в конструктивных элементах типа сплошных балок для контроля ширины трещин и образования множественных трещин, повышения пластичности, перераспределения моментов мощности. В настоящей работе экспериментально исследовано влияние использования HPFRCC, содержащего 2% стальных волокон, на изгибные характеристики четырех больших двухпролетных железобетонных балок с одинаковыми размерами и одинаковыми коэффициентами продольного армирования. Две балки были обычными бетонными с двумя различными расположениями стремян в средней опорной (зацепление) и средней пролетной (провисание) областях, а две другие балки были компаньонными, но выполненными из полных композитов HPFRCC. Образцы имеют прямоугольное поперечное сечение 250 мм (высота) на 200 мм (ширина) и являются непрерывными на протяжении двух пролетов по 1800 мм каждый, а на них накладываются две концентрированные равные статически монотонные нагрузки (от нуля до разрушения). Экспериментальные результаты показали, что использование слоев HPFRCC в поперечных балках и уменьшение расстояния между стременами увеличивают предельную нагрузку, коэффициент пластичности, пластические характеристики шарнира и способность перераспределения моментов этих балок по сравнению с эталонными балками. Наибольшие значения несущей способности нагрузки 42 % наблюдались в FHPS по сравнению с балкой RCN. Максимальные значения перераспределения моментов около 23,31 % наблюдались в пучке FHPS, а максимальный коэффициент пластичности смещения 1,8 наблюдался в пучке FHPS по сравнению с эталонным пучком. В балке HPFRCC достаточная прочность на сдвиг обеспечивается в балке без локальных сдвиговых трещин. Это позволяет сформировать пластичный шарнир в балках и пластичной зоне шарнира.

• Ductility and moment redistribution capacity of two-span RC beams
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Materials properties of experimental program
    • 2.2. Test setup and instrumentation
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. Failure mode and general behavior
    • 3.2. Load-deflection response and failure mode
    • 3.3. Ductility
    • 3.4. Load-strain response
    • 3.4. Moments – curvature in critical section
    • 3.5. Moment redistribution
  • 4. Conclusion

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 6 (90), 2019. — 1 файл (21,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-78.pdf>.