Filters
total: 555
filtered: 549
Search results for: concrete design
-
Simulation of fracture process in concrete elements with steel fibres using discrete lattice model
PublicationArtykuł omawia wyniki modelowania procesu zarysowania w elementach betonowych zawierające stalowe włókna przy zastosowaniu dyskretnego modelu kratownicowego. Beton był modelowany na poziomie mezoskali z uwzględnieniem 5 faz: kruszywa, zaczynu cementowego, włókien i obu stref kontaktu. Obliczenia wykonano dla jednoosiowego ściskania, jednoosiowego rozciągania i zginania prostego.
-
Experimental investigations of strain localization in concrete using Digital Image Correlation (DIC) technique
PublicationW artykule przedstawiono wyniki pomiarów tensora odkształceń w belkach betonowych podczas zginania. Pomiary stref pękania wykonano przy zastosowaniu techniki fotooptycznej DIC.
-
Numerical investigations of size effects in notched and un-notched concrete beams under bending
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy efektów skali (efektu deterministycznego i stochastycznego) w belkach betonowych z nacięciem i bez nacięcia poddanych zginaniu z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i sprężysto-plastycznego modelu z nielokalnym osłabieniem. Pokazano wpływ wielkości belek betonowych na ich nośność oraz rozkład lokalizacji odkształceń.
-
Experimental and numerical investigations of size effects in reinforced concrete beams with steel or basalt bars.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeń efektów skali w belkach betonowych zbrojonych prętami stalowymi i bazaltowymi podczas zginania. Zastosowano model sprężysto-plastyczny z nielokalnym osłabieniem. Rozkład wytrzymałości na rozciąganie był stochastyczny – przestrzennie skorelowany. Belki były geometrycznie podobne. Wyniki porównano z modelem efektu skali Bazanta
-
Experimental investigations of fracture process in concrete by means of x-ray micro-computed tomography
PublicationW artykule pokazano doświadczalne wyniki badań procesu pękania w betonie stosując mikro-tomografię. Doświadczenia wykonano dla zginanych belek betonowych. Wyniki doświadczalne modelowano stosując MES na bazie modelu z degradacją sztywności sprężystej z nielokalnym osłabieniem. Beton symulowano jako materiał 4-fazowy. Uzyskano dobra zgodność wyników MES z doświadczeniami.
-
Effect of steel fibres on concrete behavior in 2D and 3D simulations using lattice model.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej symulacji betonu zbrojonego włóknami stalowymi. Beton został opisany w skali mezo jako materiał 3-fazowy przy zastosowaniu modelu sieciowego. Obliczenia wykonano dla rozciągania jednoosiowego. Porównano ze sobą wyniki dwu- i trójwymiarowe.
-
Parametric analysis of Istanbul's Ring Road viaduct for three levels of seismic load
PublicationThe paper presents a parametric analysis of the Istanbul's ring road viaduct that is currently under construction within the Northern Marmara Highway project. The structure, due to its location on seismic prone areas is exposed to seismic loads of different strengths and different return periods. The study is focused on concrete bridge supports that are design to work in nonlinear range. The parametric study, conducted in MATLAB...
-
A pin-on-disc study of airborne wear particle emissions from studded tyre on concrete road contacts
PublicationStudded tyres wear surfaces of winter roads, generating inhalable airborne particles. In this study, four concrete road materials and two stud geometries were investigated in terms of wear, road material hardness and airborne particle concentration. The sliding contact between studded tyres and road materials was studied using a pin-on-disc machine in a clean chamber. The results show that the normal load and the stud size have...
-
FE analysis of a coupled energetic-statistical size effect in plain concrete beams with varying material properties.
PublicationThe numerical FE investigations of a coupled energetic-statistical size effect in unnotched concrete beams of similar geometry under quasi-static three point bending were performed within elasto-plasticity with non-local softening. The stochastic FE analyses were carried out with three different beam sizes. Deterministic calculations were performed with the uniform distribution of a uniaxial tensile strength. In statistical calculations...
-
An experimental study of self-sensing concrete enhanced with multi-wall carbon nanotubes in wedge splitting test and DIC
PublicationConcrete is the worldwide most utilized construction material because of its very good performance, forming ability, long-term durability, and low costs. Concrete is a brittle material prone to cracking. Extensive cracking may impact durability and performance over time considerably. The addition of a small amount of carbon nanotubes (CNT) increases the concrete’s overall electrical conductivity, enabling internal structure...
-
Two-dimensional simulations of concrete fracture at aggregate level with cohesive elements based on X-ray lCT images
PublicationThe paper presents results of two-dimensional meso-scale simulations of fracture in notched concrete beams subjected to three-point bending test. Concrete was assumed as a 4-phase material composed of aggregate grains placed in the cement matrix, interfacial transitional zones (ITZs) and macro-voids. The particle distribution was taken from real concrete beams on the basis of X-ray lCT images. Comprehensive numerical analyses were carried...
-
Diagnostics and monitoring of the longest span extradosed bridge in Europe
PublicationThe article presents complex diagnostic procedures applied for the purpose of behavior analysis of the extradosed bridge with the longest span in Europe that was built in 2018 in Poland. The system of health monitoring was used to: register internal forces in temporary supports, monitor concrete bonding, perform in situ diagnostics and operation tests. The bridge is a continuous four-span structure with spans theoretical lengths...
-
FE investigations of the effect of fluctuating local tensile strength on coupled energetic-statistical size effect in concrete beams
PublicationThe effect of fluctuating local tensile strength on a coupled energetic-statistical size effect in plain concrete beams under bending was numerically investigated. First, the influence of varying autocorrelation length of the random field describing a spatial variation of local tensile strength was studied. Next, the influence of the coefficient of variation of local tensile strength was analyzed. The numerical FE investigations...
-
Characterization of Corrosion-Induced Fracture in Reinforced Concrete Beams Using Electrical Potential, Ultrasound and Low-Frequency Vibration
PublicationThe paper deals with the non-destructive experimental testing of the reinforced concrete beams under progressive corrosion. A series of experiments using electrical potential, ultrasound and low-frequency vibrations techniques are reported. Electrical potential and natural frequencies were used to characterise and monitor the corrosion process at its initial state. The P-wave velocity measurements were proved to be effective in...
-
Load introduction to composite columns revisited—Significance of force allocation and shear connection stiffness
PublicationThe AISC 360-16 Specification recommends that the design shear force between parts of a composite column in the load introduction area shall be calculated based on the force allocation at ultimate limit state. Applicability of this straightforward method to the load levels that usually arise in slender composite columns is questionable, as this capacity-based force allocation is only true when the axial force is equal to the plastic...
-
Prediction of fracture toughness in fibre-reinforced concrete, mortar, and rocks using various Machine learning techniques
PublicationMachine Learning (ML) method is widely used in engineering applications such as fracture mechanics. In this study, twenty different ML algorithms were employed and compared for the prediction of the fracture toughness and fracture load in modes I, II, and mixed-mode (I-II) of various materials, including fibre-reinforced concrete, cement mortar, sandstone, white travertine, marble, and granite. A set of 401 specimens of “Brazilian...
-
Effect of free water on the quasi‑static compression behavior of partially‑saturated concrete with a fully coupled DEM/CFD approach.
PublicationThe work aims to numerically investigate the quasi-static response of partially fluid-saturated concrete under two-dimensional uniaxial compression at the mesoscale. We investigated how the impact of free pore fluid content (water and gas) affected the quasi-static strength of concrete. The totally and partially fluid-saturated concrete behavior was simulated using an improved pore-scale hydro-mechanical model based on DEM/CFD....
-
Estakada E2 - kluczowy obiekt Obwodnicy Wałcza
PublicationW artykule przedstawiono uwarunkowania i przebieg projektowania estakady E2 z betonu sprężonego w ciągu Obwodnicy Wałcza. Pokazano efekt procesu optymalizacji projektu pierwotnego. Opisano przeprowadzone analizy wynikające z przyjętej technologii nasuwania podłużnego oraz istotne aspekty, które należy poruszyć przy wyborze tej technologii. Zaprezentowano modele numeryczne konstrukcji przęseł i metodę analizy z uwzględnieniem pracy...
-
MODELLING OF CONCRETE FRACTURE AT AGGREGATE LEVEL USING DEM BASED ON X-RAY mu CT IMAGES OF INTERNAL STRUCTURE
PublicationThe paper describes two-dimensional meso-scale numerical results of fracture in notched concrete beams under quasi-static three-point bending. Concrete was modelled as a random heterogeneous 4-phase material composed of aggregate particles, cement matrix, interfacial transitional zones (ITZs) and air voids. As a numerical approach, the discrete element method (DEM) was used. The concrete micro-structure in calculations was directly...
-
Predicting Performance of Lightweight Concrete with Granulated Expanded Glass and Ash Aggregate by Means of Using Artificial Neural Networks
PublicationLightweight concrete (LWC) is a group of cement composites of the defined physical, mechanical, and chemical performance. The methods of designing the composition of LWC with the assumed density and compressive strength are used most commonly. The purpose of using LWC is the reduction of the structure’s weight, as well as the reduction of thermal conductivity index. The highest possible strength, durability and low thermal conductivity...
-
Some Aspects of Shear Behavior of Soft Soil–Concrete Interfaces and Its Consequences in Pile Shaft Friction Modeling
PublicationThis paper examines the stiffness degradation and interface failure load on soft soil–concrete interface. The friction behavior and its variability is investigated. The direct shear tests under constant normal load were used to establish parameters to hyperbolic interface model which provided a good approximation of the data from instrumented piles. Four instrumented piles were used to obtain reference soil–concrete interface behavior....
-
Numerical investigations of discrete crack propagation in Montevideo splitting test using cohesive elements and real concrete micro-structure
PublicationThe paper is aimed at accurately predicting the discrete fracture process in concrete specimens under complex stress states in two dimensional (2D) simulations. Plain concrete specimens subjected to Montevideo splitting test (MVD) were used for consideration due to non-negligible shear stresses impact in this type of test. In order to reflect the heterogeneous nature of the concrete, the meso-structure of the samples was included...
-
Investigating the effects of structural pounding on the seismic performance of adjacent RC and steel MRFs
PublicationAn insufficient separation distance between adjacent buildings is the main reason for structural pounding during severe earthquakes. The lateral load resistance system, fundamental natural period, mass, and stiffness are important factors having the influence on collisions between two adjacent structures. In this study, 3-, 5- and 9-story adjacent reinforced concrete and steel Moment Resisting Frames (MRFs) were considered to investigate...
-
Field investigation of low-temperature cracking and stiffness moduli on selected roads with conventional and high modulus asphalt concrete
PublicationHigh Modulus Asphalt Concrete (HMAC) was introduced in Poland as a one of the solutions to the problem of rutting, type of deterioration common in the 1990s. After first encouraging trials in 2002 HMAC was widely used for heavily loaded national roads and motorways. However some concerns were raised about low-temperature cracking of HMAC. This was the main reason of the studies presented in this article were started. The article...
-
ZAAWANSOWANE SYMULACJE NUMERYCZNE MES DYNAMIKI MOSTÓW Z WYKORZYSTANIEM PROCEDURY EXPLICITE
PublicationDostęp do mocy obliczeniowej superkomputerów oraz możliwość wykorzystania nowoczesnych systemów, np. takich jak Ls-Dyna, pozwala na uzyskanie niezwykle szczegółowych rozwiązań bardzo skomplikowanych problemów inżynierskich. Zagadnienia te dotyczą zakresu statyki/stateczności jak i dynamiki dla rozbudowanych układów konstrukcyjnych zarówno w zakresie nieliniowości materiałowej jak i geometrycznej. Uzyskanie wiarygodnych wyników...
-
Mechanical Strength and Thermal Properties of Cement Concrete Containing Waste Materials as Substitutes for Fine Aggregate
Publication -
Modelling and parameter identification of steel–concrete composite beams in 3D rigid finite element method
Publication -
Effect of water infiltration through concrete block spillways on the slope stability of earth overflow dams
Publication -
Bacterial Inactivation on Concrete Plates Loaded with Modified TiO2 Photocatalysts under Visible Light Irradiation
Publication -
FE analysis of strain localization in concrete in elasto-plasticity and damage mechanics with non-local softening
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych zjawiska lokalizacji odkształceń w betonie wykonanaych przy zastosowaniu metody elementów skończonych (MES). Do opisu betonu wykorzystano dwa prawa materiałowe zdefiniowane w ramach teorii plastyczności (kryterium Druckera-Pragera w ściskaniu i warunek Rankine'a w rozciąganiu) oraz mechaniki uszkodzeń w sformułowaniu odkształceniowym. Dla poprawnego opisu lokalizacji (regularyzacji...
-
FE-investigations on crack spacing in reinforced concrete beams within non-local continuum mechanics.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy rozstawu rys w belkach żelbetowych przy zastosowaniu dwóch ciągłych modeli nielokalnych. Zbadano wpływ wielu różnych parametrów na rozstaw rys.
-
An elasto-plastic constitutive model with non-local softening and viscosity to describe dynamic concrete behaviour.
PublicationW artykule zaproponowano model do opisu betonu podczas dynamicznego obciążenia. Przyjęto model sprężysto-plastyczny z degradacją sztywności i nielokalnym osłabieniem rozszerzony o lepkość. Obliczenia MES dla elementów betonowych pod obciążeniem dynamicznym o różnej prędkości obciążenia porównano z doświadczeniami.
-
Two - scale model for concrete beams subjected to three point bending - numerical analyses and experiments
PublicationArtykuł omawia dwu-skalowe podejście do betonu przy wykorzystaniu połączonych modeli. Metodę elementów skończonych zastosowano na poziomie makro. Na poziomie mikro zastosowano metodę elementów dyskretnych. Macierz sztywności wyznaczono na podstawie tensora naprężeń wyznaczonego w skali mikro. Wyniki numeryczne dw-skalowe porównano z wynikami dyskretnymi dla całego obszaru.
-
Experimental and numerical investigations of concrete behaviour at meso-level during quasi-static splitting tension.
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące pękania betonu uzyskane stosując metodę elementów dyskretnych. Dwuwymiarowe obliczenia wykonano dla próbek betonowych podczas rozłupywania. Beton został opisany jako model 4-fazowy. Mikrostruktura betonu odpowiadała zdjęciom tomograficznym. Zbadano wpływ warunków brzegowych na proces pękania. W obliczeniach zwrócono uwagę na porzebieg zjawisk mikrostrukturalnych przebieg pękania. Wyniki...
-
Analysis of strain localization in reinforced concrete elements with explicit second-gradient strain damage approach
PublicationArtykuł omawia obliczanie elementów żelbetowych przy zastosowaniu modelu zniszczeniowego z degradacją sztywności z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano dla belek żelbetowych.
-
Experimental and numerical assessment of size effect in geometrically similar slender concrete beams with basalt reinforcement
PublicationW artykule przedstawiono doświadczalne i numeryczne wyniki badań efektu skali w geometrycznie podobnych smukłych belkach betonowych ze zbrojeniem bazaltowym. Doświadczenia zostały symulowane stosując metodę elementów skończonych w oparciu o model sprężysto-plastyczny z degradacją sztywności i nielokalnym osłabieniem. Otrzymano dobrą zgodność wyników doświadczalnych z numerycznymi.
-
Comparative DEM calculations of fracture process in concrete considering real angular and artificial spherical aggregates
PublicationArtykuł omawia wyniki obliczeń numerycznych pękania dla betonu stosując metodę elementów dyskretnych (DEM). Beton był opisany jako materiał 4-fazowy i był poddany zginaniu. Zbadano wpływ kształtu kruszywa na proces pekania i na zalezność obciązenia od ugięcia. Wyniki dwuwymiarowe i trzywymiarowe porównano bezpośrednio z doświadczeniami. Wyniki pokazały duzy wpływ kształtu kruszywa na wyniki numeryczne.
-
Fracture evolution in concrete compressive fatigue experiments based on X-ray micro-CT images
PublicationArtykuł omawia ewolucje pękania w betonie podczas cyklicznego ściskania betonu. Przestrzenną ewolucję pękania zobrazowano stosując mikro-tomograf rentgenowski. Zdjęcia wykonano dla różnych cykli zmęczeniowych. Wyniki porównano z testami monotonicznymi. Jakościowa ewolucja objętości pękania ze wzrostem zmęczeniowego zniszczenia pokazała silnie nieliniowy kształt.
-
Load Tests of the Movable Footbridge Over the Port Canal in Ustka
PublicationThe paper presents the acceptance tests carried out on the open footbridge over the port canal in the Port of Ustka. The steel footbridge construction is created by a single pylon to which a movable truss span is suspended with a theoretical span of 52.3 m. The studies about load test of the object included static and dynamic extortion and measurements. In static tests the ballast was of pallets with concrete blocks. Dynamic studies...
-
Evaluation of pounding effects between reinforced concrete frames subjected to far-field earthquakes in terms of damage index
PublicationIn this paper, three different damage indexes were used to detect nonlinear damages in two adjacent Reinforced Concrete (RC) structures considering pounding effects. 2-, 4- and 8-story benchmark RC Moment Resisting Frames (MRFs) were selected for this purpose with 60%, 75%, and 100% of minimum separation distance and also without any in-between separation gap. These structures were analyzed using the incremental dynamic analysis...
-
The rigid and flexible road pavements in terms of life cycle costs
PublicationThe cost of road pavement construction, its durability and reliability depends on many factors, including: the scope and detail of the technical design, quality of work but also the scope of works related to its maintenance, conservation and operation. Determining the amount of rational expenses, in terms of the life cycle cost of the pavement, requires determination and consideration of the above issues, already at the planning...
-
RMS-based damage identification in adhesive joint between concrete beam and steel plate using ultrasonic guided waves
PublicationAdhesive joints have numerous applications in many branches of industry, such as civil engineering, automotive, aerospace and shipbuilding. As with most structural elements, adhesive joints can experience any damage mechanism, which induces the need for diagnostic testing. Ultrasonic waves are widely used for non-destructive inspection of many structures and their elements, including adhesive joints. Guided wave propagation method...
-
Quantitative assessment of the influence of tensile softening of concrete in beams under bending by numerical simulations with XFEM and cohesive cracks
PublicationResults of the numerical simulations of the size effect phenomenon for concrete in comparison with experimental data are presented. In-plane geometrically similar notched and unnotched beams under three-point bending are analyzed. EXtended Finite Element Method (XFEM) with a cohesive softening law is used. Comprehensive parametric study with the respect to the tensile strength and the initial fracture energy is performed. Sensitivity...
-
Optimization-based stacked machine-learning method for seismic probability and risk assessment of reinforced concrete shear walls
PublicationEfficient seismic risk assessment aids decision-makers in formulating citywide risk mitigation plans, providing insights into building performance and retrofitting costs. The complexity of modeling, analysis, and post-processing of the results makes it hard to fast-track the seismic probabilities, and there is a need to optimize the computational time. This research addresses seismic probability and risk assessment of reinforced...
-
Crack monitoring in concrete beams under bending using ultrasonic waves and coda wave interferometry: the effect of excitation frequency on coda
PublicationConcrete is one of the most widely used construction materials in the world. In recent years, various non-destructive testing (NDT) and structural health monitoring (SHM) techniques have been investigated to improve the safety and control of the current condition of concrete structures. This study focuses on micro-crack monitoring in concrete beams. The experimental analysis was carried out on concrete elements subjected to three-point...
-
OPTICAL STRAIN MEASUREMENT OF CONCRETE VERSUS MANUAL EXTENSOMETER MEASUREMENT BASED ON THE TEST RC DEEP BEAM IN A COMPLEX STATE OF STRESS
PublicationThe purpose of this study is to compare the strain measurement techniques of concrete in R-C element subjected to the monotonic load up to the failure. In the analysis manual extensometer methods of measurements and the optical system ARAMIS for non-contact three-dimensional measurements of deformation was used. The test sample was a cantilever deep beam loaded throughout the depth which was a part of the reinforced concrete deep...
-
Influence of separation gap on the structural response of colliding structures under earthquake excitation
PublicationThe high level of urbanization in the XXIst century forces the designers to design closely-separated structures and to take into account many factors influencing their response during seismic excitation, which are the most unpredictable loads which can affect civil engineering structures. Interactions between insufficiently adjacent buildings, known as the earthquake-induced structural pounding, may cause serious damage to the structures,...
-
Experimental validation of the use of energy transfer ratio (ETR) for damage diagnosis of steel-concrete composite beams
Publication -
Badania eksploatacyjne żelbetonu podczas realizacji ochrony katodowej. Investigations of cathodic protection of exposed reinforced concrete
PublicationPrzedstawiono wyniki badań realizacji ochrony katodowej stalowego zbrojenia betonu. Jako anodę zastosowano powłokę ochronną charakteryzującą się wysokim przewodnictwem elektrycznym. Podczas ekspozycji wykonywano pomiary potencjału powłok, który odzwierciedla zmiany rezystancji elektrycznej. Powłoki zawierające niskie zawartości grafitu charakteryzują się wysokimi rezystancjami rosnącymi podczas realizacji ochrony, ponadto w stosunku...
-
FE-analysis of the beaviour of concrete elements with coupled elasto-plastic-damage models with non-local softening
PublicationArtykuł omawia wyniki symulacji zachowania sie elementów betonowych poddanych cyklicznemu obciążeniu. Do symulacji zastosowano połączone modele sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności i z nielokalnym osłabieniem. Wyniki symulacji porównano z doswiadczeniami.