Published March 16, 2023 | Version v1
Publication Open

Steel Reinforced Self-Compacting Concrete (SCC) Cantilever Beams: Bond Behaviour in Poor Condition Zones

Creators

  • 1. October 6 University
  • 2. University of West London
  • 3. Ain Shams University

Description

Abstract Previous investigations carried out on reinforced self-compacted concrete (SCC) beams have reported contradictory results on reinforcement bond behaviour occurring in the zones defined for good bond conditions according to Eurocode2. Cantilevered SCC beams' critical upper tension reinforcement bond behaviour has previously had limited reporting. In this study, the bond behaviour in normally vibrated concrete (NVC) and self-compacted concrete (SCC) in poor conditions zones are compared and the differences are highlighted. The effect of four parameters, including (i) concrete type (SCC and NVC), (ii) characteristic strength of SCC, (iii) lap splice length, and (iv) depth of concrete cover for the reinforcement is investigated. It was found that for the studied beams, increasing splice length improved the energy absorption and changed the failure mode to a more ductile manner even at the poor bond conditions zones. The maximum measured steel strains in SCC beams in the lap splice zones, were higher than those for NVC specimens. The mean bond stress values, for SCC beams with 25–50% lap splice lengths, were higher than those of NVC beams, with the same lap splice lengths, by 16–13%, respectively. The results of the current study showed that the empirical equations from the literature overestimated the bond strength of the splice lap length for cantilever upper steel in SCC beams with long splices which agrees with the state of the art as these equations were developed originally for short anchorage lengths.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة: أفادت التحقيقات السابقة التي أجريت على عوارض الخرسانة المسلحة ذاتية الضغط (SCC) عن نتائج متناقضة حول سلوك رابطة التعزيز الذي يحدث في المناطق المحددة لظروف الرابطة الجيدة وفقًا لـ Eurocode2. كان لسلوك رابطة تعزيز التوتر العلوي الحرج لعوارض الخرسانة المسلحة الكابولية في السابق تقارير محدودة. في هذه الدراسة، تتم مقارنة سلوك الرابطة في الخرسانة المهتزة عادة (NVC) والخرسانة ذاتية الضغط (SCC) في مناطق الظروف السيئة ويتم تسليط الضوء على الاختلافات. يتم فحص تأثير أربعة معلمات، بما في ذلك (1) نوع الخرسانة (SCC و NVC)، (2) القوة المميزة لـ SCC، (3) طول لصق اللفة، و (4) عمق الغطاء الخرساني للتعزيز. وجد أنه بالنسبة للحزم المدروسة، أدت زيادة طول الوصلة إلى تحسين امتصاص الطاقة وتغيير وضع الفشل إلى طريقة أكثر مرونة حتى في مناطق ظروف الترابط السيئة. كانت السلالات الفولاذية المقاسة القصوى في عوارض SCC في مناطق لصق اللفة أعلى من تلك الخاصة بعينات NVC. كانت قيم متوسط إجهاد الرابطة، لحزم SCC ذات أطوال لصق 25-50 ٪، أعلى من تلك الخاصة بحزم NVC، مع نفس أطوال لصق اللفة، بنسبة 16-13 ٪، على التوالي. أظهرت نتائج الدراسة الحالية أن المعادلات التجريبية من الأدبيات بالغت في تقدير قوة الرابطة لطول لفائف الوصلة للصلب العلوي الكابولي في عوارض SCC ذات الوصلات الطويلة التي تتفق مع حالة الفن حيث تم تطوير هذه المعادلات في الأصل لأطوال التثبيت القصيرة.

Translated Description (French)

Résumé Des études antérieures menées sur des poutres en béton armé auto-compacté (SCC) ont rapporté des résultats contradictoires sur le comportement de la liaison de renforcement survenant dans les zones définies pour de bonnes conditions de liaison selon Eurocode2. Le comportement de liaison de renforcement de tension supérieure critique des poutres SCC en porte-à-faux a déjà fait l'objet de rapports limités. Dans cette étude, le comportement de liaison dans le béton normalement vibré (CNV) et le béton auto-compacté (CSC) dans les zones de mauvaises conditions est comparé et les différences sont mises en évidence. L'effet de quatre paramètres, y compris (i) le type de béton (SCC et NVC), (ii) la résistance caractéristique du SCC, (iii) la longueur de l'épissure de recouvrement et (iv) la profondeur de la couverture de béton pour l'armature est étudié. Il a été constaté que pour les poutres étudiées, l'augmentation de la longueur de l'épissure améliorait l'absorption d'énergie et modifiait le mode de défaillance de manière plus ductile, même dans les zones de mauvaises conditions de liaison. Les déformations d'acier maximales mesurées dans les poutres SCC dans les zones d'épissure de recouvrement étaient plus élevées que celles des échantillons NVC. Les valeurs moyennes de contrainte de liaison, pour les poutres SCC avec des longueurs d'épissure de recouvrement de 25 à 50 %, étaient supérieures à celles des poutres NVC, avec les mêmes longueurs d'épissure de recouvrement, de 16 à 13 %, respectivement. Les résultats de la présente étude ont montré que les équations empiriques de la littérature surestimaient la force de liaison de la longueur de recouvrement d'épissure pour l'acier supérieur en porte-à-faux dans les poutres SCC avec de longues épissures, ce qui est conforme à l'état de la technique car ces équations ont été développées à l'origine pour de courtes longueurs d'ancrage.

Translated Description (Spanish)

Resumen Investigaciones previas llevadas a cabo en vigas de hormigón autocompactado reforzado (SCC) han reportado resultados contradictorios sobre el comportamiento de la unión de refuerzo que ocurre en las zonas definidas para buenas condiciones de unión de acuerdo con el Eurocódigo2. El comportamiento crítico de la unión de refuerzo de tensión superior de las vigas SCC en voladizo ha tenido previamente informes limitados. En este estudio, se compara el comportamiento del enlace en hormigón normalmente vibrado (CNV) y hormigón autocompactado (CCE) en zonas de malas condiciones y se destacan las diferencias. Se investiga el efecto de cuatro parámetros, que incluyen (i) el tipo de concreto (SCC y NVC), (ii) la resistencia característica del SCC, (iii) la longitud del empalme de solape y (iv) la profundidad de la cubierta de concreto para el refuerzo. Se encontró que para las vigas estudiadas, el aumento de la longitud de empalme mejoró la absorción de energía y cambió el modo de falla a una manera más dúctil incluso en las zonas de condiciones de unión deficientes. Las deformaciones máximas de acero medidas en las vigas SCC en las zonas de empalme de solape fueron más altas que las de las muestras de NVC. Los valores medios de tensión de unión, para vigas SCC con longitudes de empalme de solapamiento del 25–50%, fueron más altos que los de las vigas NVC, con las mismas longitudes de empalme de solapamiento, en un 16-13%, respectivamente. Los resultados del estudio actual mostraron que las ecuaciones empíricas de la literatura sobreestimaron la resistencia de la unión de la longitud de la solapa de empalme para el acero superior en voladizo en vigas SCC con empalmes largos, lo que concuerda con el estado de la técnica, ya que estas ecuaciones se desarrollaron originalmente para longitudes de anclaje cortas.

Files

s40069-023-00581-9.pdf

Files (4.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3225a6c74a8bfdc9b776869d8a72b4f2
4.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
عوارض ناتئة من الخرسانة المسلحة بالصلب ذاتية الضغط (SCC): سلوك السندات في المناطق ذات الحالة السيئة
Translated title (French)
Poutres en porte-à-faux en béton autocompactant armé en acier : comportement de liaison dans les zones en mauvais état
Translated title (Spanish)
Vigas en voladizo de hormigón autocompactante reforzado con acero (SCC): Comportamiento de la unión en zonas en mal estado

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4360979145
DOI
10.1186/s40069-023-00581-9

Is supplement to
https://openalex.org/W3215746874 (Other)
https://openalex.org/W2884076110 (Other)
https://openalex.org/W2760996480 (Other)
https://openalex.org/W2368223165 (Other)
https://openalex.org/W2357307510 (Other)
https://openalex.org/W2303727101 (Other)
https://openalex.org/W2107125189 (Other)
https://openalex.org/W2104720263 (Other)
https://openalex.org/W1974010882 (Other)
https://openalex.org/W1966104931 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W2007058365
  • https://openalex.org/W2014942498
  • https://openalex.org/W2018136133
  • https://openalex.org/W2033961512
  • https://openalex.org/W2094739702
  • https://openalex.org/W2121021282
  • https://openalex.org/W2547338410
  • https://openalex.org/W2802228415
  • https://openalex.org/W2900490655
  • https://openalex.org/W2990142320
  • https://openalex.org/W3001305016
  • https://openalex.org/W3106781571
  • https://openalex.org/W3169907279
  • https://openalex.org/W3170387845
  • https://openalex.org/W4210616335