Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Publikacje
Pomoc (F2)
[10041] Artykuł:

Relationship M (k) for reinforced concrete subjected to changing loads

(Zależność M(k) dla belek żelbetowych poddanych obciążeniom zmiennym)
Czasopismo: Archives of Civil Engineering   Tom: 55, Zeszyt: 1, Strony: 65-85
ISSN:  1230-2945
Opublikowano: 2009
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Procent
udziału
Liczba
punktów
Stefan GoszczyńskiWBiAKatedra Wytrzymałości Materiałów, Konstrukcji Betonowych i Mostowych *****502.00  
Jacek Ślusarczyk orcid logoWBiAKatedra Wytrzymałości Materiałów, Konstrukcji Betonowych i Mostowych *****502.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w recenzowanym czasopiśmie wymienionym w wykazie ministra MNiSzW (część B)
Punkty MNiSW: 4


Web of Science LogoYADDA/CEON    
Słowa kluczowe:

belka żelbetowa  belka ciągła  obciążenie zmienne  zależność moment - krzywizna Mk  sztywność  pętla histerezy  uszkodzenie  uplastycznienie 


Keywords:

reinforced concrete  continuous beam  changing load  relationship moment - curvature Mk  stiffness  hysteresis loops  damaging process  plastifying process 



Streszczenie:

Przy obliczaniu konstrukcji żelbetowych szczególne znaczenie ma relacja moment - krzywizna M (k). W rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych, konstrukcja żelbetowa poddawana jest nie tylko obciążeniom narastającym ale i odciążeniom. W elementach zginanych wykonanie nawet kilku cykli statycznych obciążeń i odciążeń powoduje przyrost ugięć doraźnych. Budowa jednolitego modelu zależności M(k) opisującego cały zakres od stanu sprężystego do pełnego uplastycznienia z uwzględnieniem obciążeń powtarzalnych (pętli histerezy) wymagała przeprowadzenia odpowiednich badań. Degradacja sztywności przekroju jest wynikiem procesów niszczenia i uplastycznienia. Jednolity opis procesów zachodzących w przekroju belki żelbetowej można uzyskać wykorzystując funkcje prawdopodobieństwa pracy sprężystej, plastycznej oraz niszczenia, odniesionych do sztywności przekroju. Funkcję M(k) można opisać wzorem M = (BokE + PMp)NpNw, gdzie Bo - sztywność przekroju w fazie la, k - bezwzględna wielkość przyrostu krzywizny. E, P - funkcje prawdopodobieństwa pracy sprężystej i plastycznej, Mp - funkcja wielkości momentu przenoszonego przez przekrój uplastyczniony, N p = Np - Rp - funkcja prawdopodobieństwa niezniszczenia przekroju obciążeniem, Nw = Nw - Rw - funkcja prawdopodobieństwa niezniszczenia przekroju odciążeniem, Rp - funkcja prawdopodobieństwa zniszczenia obciążeniem, Rw - funkcja prawdopodobieństwa zniszczenia przekroju odciążeniem. Doświadczalne poznanie pracy przekroju i elementu pod obciążeniem doraźnym (bez efektów dynamicznych) z uwzględnieniem odciążeń przeprowadzono na trójprzęsłowych belkach żelbetowych o przekroju prostokątnym 140x250 mm, o długości przęseł skrajnych 1750 mm i przęsła środkowego 2750 mm. Obciążenie stanowiły dwie siły skupione przyłożone w przęśle środkowym. Empiryczne pętle M(k) uzyskane na podstawie pomiaru sił oraz ugięć pozwoliły wyznaczyć nieznane wartości funkcji modelowych E, P, N p, N w, M p. W zastosowaniach praktycznych pętle histerezy w procesie obciążeń zmiennych można linearyzować. Kąt nachylenia prostej zależy jedynie od iloczynu wartości prawdopodobieństw niezniszczenia Npk Nwk.




Abstract:

In calculating the reinforced concrete structures, the relationship moment - curvature M(k) is of a special importance. This paper presents a unified model of the relationship M(k) describing the whole range: from the elastic state to the full plastification allowing for variable reversible loads (hysteresis loop). Degradation of the cross-section stiffness results in the process of damage and plastification. A unified description of the processes undergoing in the reinforced concrete beam cross-section has been provided with the use of elastic work probability, plastic work probability and the stiffness of the damage relating cross section. The values of the presented model have been determined from the empirical relationship obtained on the basis of the research on the reinforced three-span beams.



B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
1. A. CZKWIANIANC, M. KAMIŃSKA, Method of nonlinear analysis of the reinforced concrete bar elements [In Polish], Studies in engineering, no 36, Warszawa 1993.
2. J. PAWLIKOWSKI, The constitutive relations in analysis of the reinforced concrete structures [In Polishl, ITB, Warszawa 1992.
3. J. WRANIK, Calculation of stiffness of concrete reinforced constructions based on nonlinear elastic material model [In Polish], The scientific notes of the Zielona Góra University, Zielona Góra 2003.
4. M. KNAUFF et al, The principles of the design of reinforced and prestressed concrete structures according to the Eurocode 2 [In Polish], Collective work of the Concrete Section of the -KILiW PAN. DWE, Wrocław 2006.
5. G. BĄK, Z. SZCZEŚNIAK, The integral physical principle for bent reinforced concrete cross-section. Part I - The process of loading. Part II - The process of unloading [In Polish], Bulletin of the Military University of Technology, no. 10 (350), 1981.
6. G. BĄK, Z. SZCZEŚNIAK, The generalized physical relations for the eccentrically compressed cross-sections [In Polish], Archives of Civil Engineering, 37, 3-4, 1991.
7. J. HOŁA, The initiating and critical stresses and the stress destruction in pre-stressed concrete [In Polish], The scientific Works of the IB PW, Wrocław 2000.
8. A. UBYSZ, Plastic deformations and self-stresses in the reinforced concrete bar structures [In Polish], The Scientific Works of the IB PW, Wrocław 1999.
9. S. GOSZCZYŃSKI, Theory of the continual stiffness changes formulated in the stochastic concrete model [In Polish], Doctor theses The Scientific Notes of the Świętokrzyski University of Technology, Building 23/1986.
10. S. GOSZCZYŃSKI, The hypothesis of the powered stiffness changes of the bent reinforced concrete beams in the light of research [In Polish], Report of the scientific session of the WBL PŁ., Łódź 1971.
11. S. GOSZCZYŃSKI, J. MUCHA, Problem of the initial and reversible stiffness of the bent reinforced concrete elements in the light of experimental research [In Polish], Z. Nauk. P. Św., Budownictwo 9, Kielce 1980.
12. D. ZBOŚ, Numerical methods, PK, Kraków 1991.
13. K. KORDINA, Tragfähigkeit und Verformung von Stahlbetonbalken unter Biegung und gleichzeitigem Zwang infolge Auflagerverschiebung, DafST H. 336, Berlin 1982.
14. W. KUCZYŃSKI, S. TKACZYK, Research of continuous reinforced concrete beams [In Polish], AIL, 27, 4, 559-583, 1981.
15. S. GOSZCZYŃSKI, J. ŚLUSARCZYK, Approximation of the secant stiffness considering the error calculus, based on experimental research [In Polish], The XLII Scientific Conference, KILIW PAN I KN PZITB, 75-82, Krynica 1996.
16. J. ŚLUSARCZYK, Measurement reaction of the three bay reinforced beam considering the error calculus, Polish Academy of Sciences in Wrocław, Board of Building Engineering and Mechanics - Concrete constructions - Theory and experimental studies, pp. 50-62, Wrocław 1999.
17. J. JAWORSKI, Mathematical principals of metrology [In Polish], WNT, W-wa 1979.
18. J.R. BENJAMIN, C.A. KORNEL, The theory of probability, mathematical statistics, and the decision theory for engineers [In Polish], WNT, W-wa 1977.