Calculation technique for stress-strain analysis of rc elements subjected to high-cycle compression

Abstract

Theoretical models for the evaluation of fatigue on reinforced concrete structures most commonly fall into two major groups. The first and more widely used group of models is based on S-N curves and the static stress state. These models provide the final load cycle count until structural failure but do not consider redistribution of stresses within the structure or strain evolution over time. The second group accounts for deterioration of concrete over time. However, due to difficulties in application and high computational costs, these models are not fully evolved. A new simplified iterative method for reinforced concrete columns based on previous research by Zanuy et al. (2009) is presented in this paper. This model allows for estimation of stress redistribution and progressive degradation of concrete under high-cycle loading.

Article in English.

Daugiacikle gniuždymo apkrova veikiamų gelžbetoninių elementų įtempių ir deformacijų skaičiavimo metodika

Santrauka

Teoriniai modeliai, taikomi gelžbetoninių konstrukcijų nuovargio poveikiui vertinti, paprastai yra skirstomi į dvi pagrindines grupes. Pirmoji modelių grupė, kuri ir yra labiausiai paplitusi, remiasi S-N kreivėmis ir statiniu konstrukcijos įtempių būviu. Šie modeliai pateikia tik galutinį apkrovos ciklų skaičių iki konstrukcijos suirimo ir juos taikant neatsižvelgiama į betono įtempių persiskirstymą ar deformacijų kitimo raidą. Antroji grupė apima irimo teorijos modelius, kuriuose atsižvelgiama į laipsnišką betono silpnėjimą. Tačiau dėl pernelyg sudėtingo realaus konstrukcinio pritaikymo ir dėl per didelių skaičiavimo programų resursų poreikio praktinis šių modelių taikymas nėra išvystytas. Todėl, remiantis Zanuy et al. (2009) pasiūlytu mode­liu, kuris leidžia įvertinti laipsnišką betono įtempių degradaciją ir jų perskirstymą, buvo sukurtas ir išplėtotas supaprastintas ir aiškus gelžbetoninių kolonų, veikiamų daugiacikle apkrova, iteracinis analizės metodas.

Reikšminiai žodžiai: ciklinė apkrova, degradacija, gelžbetonis, nuovargis, S-N kreivės.

Keyword : cyclic loading, degradation, fatigue, reinforced concrete, S-N curves