Search results for: REINFORCED CONCRETE (RC) BEAMS
-
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...
-
A study on fibre-reinforced concrete elements properties based on the case of habitat modules in the underwater sills
PublicationHydrotechnical constructions are mostly objects functioning in extreme conditions and requiring a custom-made construction project. In the case of using prefabricated elements, it is required to develop production, transport, assembly, conservation and repair technology. Concerning the problem of concrete cracks, modern repair systems allow positive effects to be achieved in many cases of concrete elements repair. In this work...
-
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...
-
Coda wave interferometry in monitoring the fracture process of concrete beams under bending test
PublicationEarly detection of damage is necessary for the safe and reliable use of civil engineering structures made of concrete. Recently, the identification of micro-cracks in concrete has become an area of growing interest, especially using wave-based techniques. In this paper, a non-destructive testing approach for the characterization of the fracture process was presented. Experimental tests were made on concrete beams subjected to mechanical...
-
Non-Destructive Diagnostics of Concrete Beams Strengthened with Steel Plates Using Modal Analysis and Wavelet Transform
PublicationExternally bonded reinforcements are commonly and widely used in civil engineering objects made of concrete to increase the structure load capacity or to minimize the negative effects of long-term operation and possible defects. The quality of adhesive bonding between a strengthened structure and steel or composite elements is essential for effective reinforcement; therefore, there is a need for non-destructive diagnostics of adhesive...
-
3D X-ray Micro-CT Analysis of Rebar Corrosion in Reinforced Concrete Subjected to a Chloride-Induced Environment
PublicationThe paper presents experimental investigations of the concrete cover protective ability to coun-teract rebar corrosion in reinforced concrete cubes. To study and quantify the consequences of corrosion a reinforced concrete sample was subjected to chloride-induced environment in order to get corroded and combined with un-corroded sample. Chloride-accelerated technique can in-duce a high degree of corrosion within at a controlled...
-
Data-Driven Modeling of Mechanical Properties of Fiber-Reinforced Concrete: A Critical Review
PublicationFiber-reinforced concrete (FRC) is extensively used in diverse structural engineering applications, and its mechanical properties are crucial for designing and evaluating its performance. The compressive, flexural, splitting tensile, and shear strengths of FRCs are among the most important attributes, which have been discussed more extensively than other properties. The accurate prediction of these properties, which are required...
-
Mechanical Performance and Environmental Assessment of Sustainable Concrete Reinforced with Recycled End-of-Life Tyre Fibres
PublicationThe presented research’s main objective was to develop the solution to the global problem of using steel waste obtained during rubber recovery during the tire recycling. A detailed comparative analysis of mechanical and physical features of the concrete composite with the addition of recycled steel fibres (RSF) in relation to the steel fibre concrete commonly used for industrial floors was conducted. A study was carried out using...
-
SFEM Analysis of Beams with Scaled Lengths including Spatially Varying and Cross-Correlated Concrete Properties
PublicationThis paper presents the results obtained for plain concrete beams under four-point bending with spatially varying material properties. Beams of increasing length but constant depth were analyzed using the stochastic finite element method. Spatial fluctuation of a uniaxial tensile strength, fracture energy and elastic modulus was defined within cross-correlated random fields. The symmetrical Gauss probability distribution function...
-
Experimental and numerical investigations on RC beams with stirrups scaled along height or length.
PublicationBelki żelbetowe (RC) ze zbrojeniem poprzecznym (strzemiona) poddane czteropunktowemu zginaniu zostały zbadane eksperymentalnie i numerycznie. Belki były skalowane wzdłuż wysokości lub długości. Były przezbrojone, aby uniknąć płynięcia zbrojenia podłużnego. W pierwszej kolejności przeprowadzono badania laboratoryjne na belkach żelbetowych ze strzemionami. Ze względu na brak podobieństwa geometrycznego zaobserwowano dwa odrębne tryby...
-
Microcrack monitoring and fracture evolution of polyolefin and steel fibre concrete beams using integrated acoustic emission and digital image correlation techniques
PublicationThe use of polymer and steel fibres in plain concrete appears to be an excellent solution for limiting crack propagation and improving the post-ductility performance of concrete structures. Based on this premise, this study investigated the fracture evolution of polyolefin fibre-reinforced concrete (PFRC) and steel fibre-reinforced concrete (SFRC) specimens through the integrated application of two diagnostic techniques, acoustic...
-
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...
-
Analytical approach for membrane action in laterally-restrained reinforced concrete square slabs under uniformly distributed loads
PublicationLaterally-restrained reinforced concrete slabs can mobilise compressive membrane action and subsequent tensile membrane action under extreme loading conditions, thereby enhancing the load resistance under uniformly distributed loads. Previous analytical study focuses primarily on tensile membrane action in simply-supported slabs. This paper describes an analytical approach for membrane action in laterally-restrained square slabs....
-
Detection and Imaging of Debonding in Adhesive Joints of Concrete Beams Strengthened with Steel Plates Using Guided Waves and Weighted Root Mean Square
PublicationStrengthening of engineering structures is an important issue, especially for elements subjected to variable loads. In the case of concrete beams or slabs, one of the most popular approaches assumes mounting an external reinforcement in the form of steel or composite elements by structural adhesives. A significant disadvantage of adhesive joints is the lack of access to the adhesive film for visual condition assessment, thus, there...
-
Ultrasound monitoring for evaluation of damage in reinforced concrete
PublicationThe paper deals with automated monitoring of damage evolution in concrete elements subjected to three-point bending tests. The monitoring is based on the nonlinear interactions of traveling ultrasonic waves with micro-crack zones inside the concrete specimens and surface-breaking cracks. The developed procedure assumes semi-continuous ultrasonic testing during the element full loading cycle and generation of the power spectral...
-
Minimal transverse reinforcement of reinforced concrete members
PublicationW pierwszej części pracy omówiono zagadnienia dotyczące minimalnego zbrojenia na ścinanie elementów żelbetowych w kontekście norm europejskich oraz pozaeuropejskich. W drugiej części pracy dokonano analizy wyników badań eksperymentalnych dotyczących nośności elementów bez zbrojenia poprzecznego, które stanowią podstawę do weryfikacji zaleceń normowych w zakresie minimalnego zbrojenia na ścinanie.
-
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...
-
Mechanical and radiation shielding properties of concrete reinforced with boron--basalt fibers using Digital Image Correlation and X--ray micro--computed tomography
PublicationThe paper presents experimental investigations of the radiation shielding, mechanical and fracture properties of concrete reinforced with 5 kg/m3 of novel basalt fibers infused with boron oxide (BBF). However, further studies concerning other dosages i.e. 1 kg/m3, 10 kg/m3, 15 kg/m3 and 20 kg/m3 are currently carried out. Experiments with neutron source revealed that addition of BBF as a dispersed concrete reinforcement could improve...
-
Mechanical and fracture properties of concrete reinforced with recycled and industrial steel fibers using Digital Image Correlation technique and X-ray micro computed tomography
PublicationPaper presents investigation of fracture phenomenon in plain concrete and in concrete reinforced with both recycled steel fibers (RSF) and industrial steel fibers (ISF). The wedge splitting test (WST), which enables stable crack propagation for quasi-brittle materials, was carried out on 75 75 75 mm cube samples. Initially, fracture process zone development was investigated only on the surface of samples using Digital Image Correlation...
-
Experimental study of shear strength and failure mechanisms in RC beams scaled along height or length
Publication -
Experimental study of shear strength and failure mechanisms in RC beams scaled along height or length
PublicationArtykuł omawia wyniki doświadczalne efektu skali w belkach żelbetowych bez zbrojenia pionowego. Belki żelbetowe były zeskałowane wzdłuż wysokości i długości. Zaobserwowane 3 różne mechanizmy zniszczenia w doświadczeniach. Wyniki efektu skali porównano z niektórymi wzorami analitycznymi z literatury.
-
3-D finite-difference time-domain modelling of ground penetrating radar for identification of rebars in complex reinforced concrete structures
PublicationThis paper presents numerical and experimental investigations to identify reinforcing bars using the ground penetrating radar (GPR) method. A novel element of the paper is the inspection of different arrangements of reinforcement bars. Two particular problems, i.e. detection of few adjacent transverse bars and detection of a longitudinal bar located over or under transverse reinforcement, have been raised. An attention was also...
-
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...
-
Parameter estimation of a discrete model of a reinforced concrete slab
Publication -
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...
-
FE analysis of reinforced concrete corbels with enhanced continuum models
PublicationW artykule pokazano wyniki MES symulacji wsporników żelbetowych. Zachowanie wsporników modelowano przy zastosowaniu 3 różnych modeli betonu: sprężysto-plastycznego, degradacji sprężystej i rozmytych rys. Modele rozszerzono o długość mikrostruktury przy zastosowaniu teorii nielokalnej. Wyniki numeryczne porównano z doświadczeniami z literatury.
-
Experimental Verification of Natural Vibration Models of Steel-concrete Composite Beams
Publication -
Vibration of Steel–Concrete Composite Beams Using the Timoshenko Beam Model
Publication -
Multi-scale modelling of concrete beams subjected to three-point bending
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numeryczne MES dwuskalowego modelowania belek betonowych z nacięciem na poziomie skali makro i mezo. Obliczenia wykonano przy wykorzystaniu modelu degradacji sztywności z nielokalnym osłabieniem. Beton został opisany na poziomie skali mezo jako stochastyczny materiał 3-składnikowy złożony z kruszywa, zaczynu cementowego oraz stref kontaktu. Natomiast na poziomie skali makro został opisany jako materiał...
-
Numerical analysis of behaviour of reinforced concrete elements under eccentric compression
PublicationPrzedstawiono wyniki modelowania nośności elementów żelbetowych stosując metodę elementów skończonych. Do opisu betonu zastosowano sprężysto-plastyczne prawo materiałowe wg Druckera-Pragera. Do modelowania stali zbrojeniowej zastosowano sprężysto-plastyczne prawo materiałowe według von Misesa. Obliczenia wykonano dla ścian żelbetowych.
-
Measurements and calculations of the width of the fracture process zones on the surface of notched concrete beams
PublicationArtykuł omawia wyniki pomiaru i analizy numerycznej szerokości strefy pękania w belkach betonowych z nacięciem. Do pomiarów zastosowano metodę DIC. Do symulacji zastosowano model sprężysto - plastyczny i model z degradacją sztywności. Oba modele zostały rozszerzone o nielokalne osłabienie. Wyniki symulacji porównano z doświadczeniami.
-
Electrochemical investigations of conductive coatings applied as anodes in cathodic protection of reinforced concrete
Publication -
Effect of a characteristic length on crack spacing in a reinforced concrete bar under tension
Publication -
Experimental Study and Finite Element Modeling of Reinforced Concrete Column Having an Opening
Publication -
Experimental study of corrosion in reinforced concrete by acoustic emission and electrochemical noise techniques
PublicationTechnika emisji akustycznej jest znaną metodą badań korozji zbrojenia żelbetu. Źródłem aktywności akustycznej są zawsze zjawiska o naturze mechanicznej. Przedstawiono wynik badań akustycznych zbrojonego betonu w warunkach polaryzacji anodowej, przyspieszającej procesy korozyjne. Symultanicznie prowadzona była rejestracja szumu elektrochemicznego. Dla umożliwienia korelacji wyników, uzyskanych obiema technikami, wykonana została...
-
Electrochemical investigations of conductive coatings applied as anodes in cathodic protection of reinforced concrete.
PublicationW pracy przedstawiono rezultaty badań elektrochemicznych polimerów przewodzących z pigmentem grafitowym. Wyznaczono parametry elektrochemiczne badanych powłok w trakcie długotrwałej polaryzacji zbrojonego betonu. W oparciu o pomiary impedancyjne wyznaczono parametry elektrochemiczne powłok przewodzących. Wykazano, że badane powłoki mogą być stosowane w ochronie katodowej żelbetu. Badania wykazały, że optymalne stężenie grafitu...
-
FE-analysis of failure behaviour of reinforced concrete columns under eccentric compression
PublicationArtykuł omawia obliczanie słupów żelbetowych poddanych ściskaniu mimośrodowemu z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu MES i sprężysto-plastycznego prawa konstytutywnego rozszerzonego o długość charakterystyczną mikrostruktury za pomocą teorii nielokalnej.
-
Effect of a characteristic length on crack spacing in a reinforced concrete bar under tension.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej obliczenia rozstawu rys w pręcie żelbetowym poddanemu rozciąganiu. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu sprężysto-plastycznego modelu rozszerzonego o długość charakterystyczna mikrostruktury przy pomocy teorii nielokalnej.
-
Numerical studies on size effects in concrete beams. Architecture Civil Engineering Environment ACEE
PublicationW artykule przedstawiony wyniki obliczeń efektów skali w belkach betonowych 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.
-
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.
-
Modelling and parameter identification of steel–concrete composite beams in 3D rigid finite element method
Publication -
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.
-
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.
-
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.
-
Numerical analysis of size effect in RC beams scaled along height or length using elasto-plastic-damage model enhanced by non-local softening.
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące efektu skali w belkach żelbetowych uzyskane stosując metodę elementów skończonych. Dwuwymiarowe obliczenia wykonano dla belek żelbetowych podczas 4-punktowego zginania. Belki były skalowane wzdłuż wysokości lub długości. Beton został opisany prawem sprężysto-plastycznym z degradacją sztywności, rozszerzonym o nielokalność w osłabieniu. Wyniki numeryczne zostały porównane z wynikami doświadczalnymi....
-
Experimental validation of the use of energy transfer ratio (ETR) for damage diagnosis of steel-concrete composite beams
Publication -
Calculations of fracture process zones on meso-scale in notched concrete beams subjected to three-point bending.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numeryczne MES modelowanie belek betonowych z nacięciem na poziomie skali mezo. Beton został opisany na poziomie skali mezo jako stochastyczny materiał 3-składnikowy złożony z kruszywa, zaczynu cementowego oraz stref kontaktu. Obliczenia wykonano przy wykorzystaniu modelu degradacji sztywności z nielokalnym osłabieniem. Zbadano wpływ stochastycznego rozkładu kruszywa, średnicy, kształtu oraz zagęszczenia...
-
Parametric FE studies on a coupled energetic-statistical size effect in plain concrete beams under bending
PublicationW artykule omówiono wyniki połączonego deterministyczno-statystycznego efektu skali w betonowych belkach podczas zginania. Obliczenia wykonano stosując MES w zakresie sprężysto-plastyczności z nielokalnym osłabieniem. Obliczenia wykonano dla różnych długości korelacji i współczynnika zmienności.
-
Effectiveness of various types of coating materials applied in reinforced concrete exposed to freeze–thaw cycles and chlorides
PublicationThis study assesses the durability of coated and uncoated concrete surfaces protected with four different coating materials: water-soluble (BW), solvent-based (BR), mineral (MI), and epoxy (EP). The durability assessment includes evaluating the absorption rate of water, pull-off adhesion strength, and coating material thickness. Concrete samples were subjected to immersion in regular water and a 7% urea solution, followed by...
-
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...