Calculation of Damage RC Constructions According to Deformation Mode

Abstract

У цій статті представлені результати теоретичного дослідження залізобетонних балок з пошкодженою робочою арматурою. Досліджено зміну мікротвердості стальної арматури діаметром 20 мм із сталі класу А500С у радіальному напрямку та встановлено товщину термічно-зміцненого шару. Встановлено, що товщина термічно-зміцненого сталевого шару арматурного стержня діаметром 20 мм A500C становить приблизно 3 мм. Виявлено, що міцнісні характеристики цього шару на 50 % вищі порівняно з матеріалом серцевини арматури, тоді як характеристики пластичності нижчі. Метою роботи є визначення міцності та деформативності залізобетонних конструкцій без пошкодження арматури та у разі її пошкодження. Визначення впливу змін фізико-механічних характеристик арматури на несучу здатність залізобетонних балок, що зазнали пошкоджень, згідно до діючих норм, що базуються на деформаційній моделі розрахунку. Ця методика використовує нелінійні діаграми деформацій бетону та арматури та базується на ітераційному методі розрахунку. Відповідно до програми досліджень було розраховано три зразки залізобетонних балок з різними параметрами. Серед них були непошкоджені контрольні зразки з одиночною робочою арматурою діаметром 20 мм – BC-1; зразок з арматурою 20 мм із пошкодженнями близько 40 % без змін фізико-механічних властивостей арматури – BD-2 та зразок з армуванням 20 мм із пошкодженнями близько 40 % із зміною фізико-механічних властивостей арматури – BD-3. Встановлено вплив зміни фізико-механічних характеристик арматури на несучу здатність пошкоджених залізобетонних балок. Для залізобетонних балок з пошкодженням 40 % робочої арматури без врахування зміни фізико-механічних характеристик арматури несуча здатність знижується на 37 % порівняно з контрольними непошкодженими зразками. Враховуючи зміну фізико-механічних характеристик, несуча здатність залізобетонних конструкцій з пошкодженням 40 % робочої арматури знижується на 50 % порівняно з контрольними зразками.

This article presents results of a theoretical study of reinforced concrete beams with damaged reinforcement. The change of micro-hardness of a reinforcing rebar’s with a diameter of 20 mm of A500C steel in the radial direction is investigated and the thickness of the heat-strengthened layer is established. It is established that the thickness of the thermo-strengthened steel layer of the reinforcing bar with a diameter of 20 mm of A500C is approximately 3 mm. It is shown that the strength characteristics of this layer are on 50 % higher compared to the core material of the rebar, while the plasticity characteristics are lower. The aim of the work is to determine the strength and deformability of reinforced concrete structures without damaging the reinforcement and in case of damage. Determining the impact of changes in the physical characteristics of reinforcement on the damage of reinforced concrete structures, according to the calculation to the valid norms, in accordance with the deformation model. To achieve the goal of the work, theoretical calculations of reinforced concrete beams were performed according to the deformation model, according to valid norms. This technique uses nonlinear strain diagrams of concrete and rebar and is based on an iterative method. According to the research program 3 beam samples were calculated. Among them were undamaged control sample with single load bearing reinforcement of 20 mm diameter – BC-1; sample with 20 mm reinforcement with damages about 40 % without changes in the physical and mechanical properties of reinforcement – BD-2 and sample with 20 mm reinforcement with damages about 40 % with changes in the physical and mechanical properties of reinforcement – BD-3. The influence of change of physical and mechanical characteristics of rebar’s on bearing capacity of the damaged reinforced concrete beams is established.