Effect of tension and compression reinforcements on the serviceability of HSC beams with relatively small shear span to depth ratio

Abstract

قمنا بتحضير 12 عمودا من الخرسانة عالية الأداء ذات عدة نسب من p وp' (نسب مختلفة من حديد الشد والانضغاط)، وذلك لدراسة واستقصاء أداء وخدمة هذه الأعمدة عند الانثناء وقد قمنا في أثناء الاختبار بقياس إجهاد الحديد والخرسانة والانحراف وعرض الشقوق على امتداد الأعمدة ومن النتائج التجريبية قمنا بتحديد عزم القصور للشقوق (Icr) لأعمدة HSC، ومن ثم مقارنتها ببعض النتائج النظرية كما قمنا بقياس عرض الشقوق وتحققنا من إمكانية تطبيق معادلات وبرامج CSA وBS وACI للخرسانة العادية (NSC) كما طبقنا ذلك للخرسانة (HSC) وقد كانت القيم التجريبية لـ exp(Ics) للأعمدة الخرسانية (HSC) أقل من القيم النظرية th (Ics)، وذلك لكافة البرامج المستخدمة واستنتجنا أنه يمكن تحسين أداء الخرسانة المقواة باستخدام خرسانة ذات قوة عالية وعلى العموم فإن معظم الأعمدة (HSC) التي تم اختبارها عند ثلاث قيم لعرض الشقوق (01 و02 و03 ملم) واستخدام معادلة ACI أدى إلى نسبة تنبؤ قدرها 50 % لعرض الشقوق، لكن نتائج معادلة BS كانت محافظة أكثر من نتائج معادلة ACI أما استخدام معادلة CSA للأعمدة ذات نسبة تقوية عالية ومنخفضة فقد أدى إلى نتائج أكثر محافظة وقيم أقرب لقيم CSA النهائية كما كان مقدار الانحراف الابتدائي لحديد التسلح الأفقي 9 ملم، وهذا دلالة ممتازة على جودة أداء الانحراف لخرسانة HSC

To investigate the serviceability performance of HighStrength Concrete (HSC) beams 12 beams (L2 m b02 m h03 m and shear span to depth ratio of 18) with different ratios of and ' (percentage of tensile and compressive steel) were cast and tested under bending During the test concrete and steel strains deflections and crack widths were measured at different locations along each beam Based on the experimental readings and observations the cracked moment of inertia (Icr) of HSC beams was determined and the results were compared with some selective theoretical methods Also the flexural crack width of the beams was measured and the applicability of ACI BS and CSA code for normal strength concrete (NSC) was verified for HSC beams tested The experimental (Icr) exp values of HSC beams were lower than the theoretical (Icr) th values from different codes It was concluded that the serviceability and post serviceability performance of reinforced concrete structures can be improved using high strength concrete In general for almost all HSC tested beams at three crack width (01 02 03 mm) ; the use of ACI equation led to predict 50 % of the crack width conservatively (the ratio of (( cr)th ( cr)exp) is greater than unity) but the results of the BS equation are conservative while compare to the ACI equation The use of the CSA equation for the beams of higher and lower reinforcement ratio caused a more conservative and a closer value respectively to limiting values of CSA The deflection at initial steel horizontal yield plateau is less than 9 mm which is a sign of excellent deflection performance of HSC beams