scholarly journals Development of a methodology for evaluating the structural integrity of reinforced concrete elements and other building materials

2016 ◽  
Author(s):  
Αναστάσιος Μπαλάσκας
Keyword(s):  
Reinforced Concrete ◽  
Building Materials ◽  
Structural Integrity ◽  
Pulse Velocity ◽  
Concrete Elements ◽  
Ultrasound Pulse

Οι κατασκευές από Σκυρόδεμα αποτελούν τη βάση του σύγχρονου τεχνικού πολιτισμού. Υποστηρίζουν τις συγκοινωνίες, την αποθήκευση πρώτων υλών και προϊόντων και προσφέρουν κατάλυμα σε ανθρώπους σε ευρεία κλίμακα. Η άποψη ότι οι κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα παρουσιάζουν υψηλή ανθεκτικότητα στο χρόνο έχει εγκαταλειφθεί προ πολλού. Είναι κατασκευές οι οποίες υπόκεινται σε συνθέτες καταπονήσεις λόγω: μακροχρόνιας φόρτισης από το ίδιο βάρος, δυναμικών σεναρίων φόρτισης συμπεριλαμβανομένων των σεισμών, καθώς και υποβάθμισης της δομικής ακεραιότητας λόγω περιβαλλοντικών συνθηκών. Οι κατασκευές από σκυρόδεμα πρέπει να υποβάλλονται σε επιθεώρηση και αξιολόγηση της κατάστασης της δομικής τους ακεραιότητας, ενώ θα πρέπει παράλληλα να προτείνονται κατάλληλες ενέργειες συντήρησης. Για να παραταθεί η ωφέλιμη διάρκεια ζωής τους, θα πρέπει να εφαρμόζεται μια αξιόπιστη μεθοδολογία παρακολούθησης της εναπομένουσας αντοχής και γενικότερα της δομικής ακεραιότητας των επιμέρους δομικών στοιχείων. Αρχικά βασικές πληροφορίες της μηχανικής τους απόδοσης εξάγονται από την οπτική επιθεώρηση, ωστόσο, αυτές αφορούν μόνο τις επιφανειακές ενδείξεις αποσάθρωσης και αστοχιών. Οι βλάβες μπορεί να ξεκινούν την εμφάνιση τους από το εσωτερικό του εκάστοτε δομικού στοιχείου για το λόγο αυτό και η αξιολόγηση της δομικής ακεραιότητας που βασίζεται μόνο στην οπτική επιθεώρηση είναι ατελής και πρόχειρη. Η ακουστική εκπομπή (ΑΕ) είναι εκείνη από τις μεθοδολογίες μη καταστρεπτικού ελέγχου που αξιολογούν τον πλήρη όγκο της δομής, η οποία έχει αρχίσει να εφαρμόζεται σε ευρεία βάση. Η (ΑΕ) είναι μια παθητική τεχνική μη καταστροφικής αξιολόγησης (NDE), που προσφέρει ιδιαίτερα πλεονεκτήματα, όπως η σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση της προόδου της βλάβης, η οποία είναι σε θέση να επιτρέπει τον χαρακτηρισμό του κρίσιμου χρόνου για την δομή σε σχέση με το εφαρμοζόμενο λειτουργικό φορτίο.Ο στόχος της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή μιας νέας μεθοδολογίας συνδυασμού τεχνικών NDE, ειδικότερα της ακουστικής εκπομπής (ΑΕ) και των υπερήχων (Ultrasound Pulse Velocity UPV), για την αξιολόγηση και την παρακολούθηση της βλάβης που προκαλείται στα στοιχεία της δομής. Η πρόβλεψη της υπολειπόμενης διάρκειας ζωής μιας δομής επικουρείται από τον χαρακτηρισμό του είδους θραύσης. Ανάλογα με τον τύπο θραύσης παρατηρείται διαφορετική κίνηση των πλευρών της ρωγμής κατά την δημιουργία της βλάβης, με συνέπεια η ελαστική ενέργεια που εκπέμπεται να παράγει κυματομορφές με διαφορετικά χαρακτηριστικά, οι οποίες καταγράφονται από τους αισθητήρες ακουστικής εκπομπής και αναλύονται ως προς την συχνότητά καθώς και άλλες παραμέτρους. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται ο προσδιορισμός του είδους θραύσης στα δομικά υλικά, χρησιμοποιώντας ελαστικές κυματικές μεθόδους. Τέλος, αναπτύσσεται μια καινοτόμος μεθοδολογία για τη διερεύνηση της βλάβης (τεχνητή και φυσική) σε δομικά στοιχεία με βάση το τσιμέντο, χρησιμοποιώντας ελαστικές κυματικές μη καταστρεπτικές μεθόδους .

Damage of Reinforced Concrete Structures due to Steel Corrosion

2015 ◽  
Vol 1111 ◽  
pp. 187-192
Author(s):  
Corina Sosdean ◽  
Liviu Marsavina ◽  
Geert de Schutter
Keyword(s):  
Reinforced Concrete ◽  
Building Materials ◽  
Structural Integrity ◽  
Colorimetric Method ◽  
Concrete Structures ◽  
Steel Corrosion ◽  
Degradation Process ◽  
Reinforced Concrete Structures ◽  
Chloride Ingress ◽  
Rc Structures

Reinforced concrete (RC) became one of the most widely used modern building materials. In the last decades a great interest has been shown in studying reinforcement corrosion as it became one of the main factors of degradation and loss of structural integrity of RC structures. The degradation process is accelerated in the case of RC structures situated in aggressive environments like marine environments or subjected to de-icing salts. In this paper it is shown how steel corrosion of the embedded rebars occurs and how this affects the service life of reinforced concrete structures. Also, an experimental study regarding the combined effect of carbonation and chloride ingress was realized. Samples with and without rebars were drilled from a RC slab which was stored in the laboratory for two years. Non-steady state migration tests were realized in order to determine the chloride profile, while the carbonation depth was measured using the colorimetric method based on phenolphthalein spraying. It was concluded that carbonation has a significant effect on chloride ingress, increasing it.

scholarly journals Technical and economic efficiency of reinforced concrete elements with different types of reinforcement

2018 ◽  
Vol 196 ◽  
pp. 02030
Author(s):  
Ekaterina Efimenko ◽  
Liya Mailyan ◽  
Viktor Muradyan
Keyword(s):  
Reinforced Concrete ◽  
Building Materials ◽  
Full Employment ◽  
Concrete Columns ◽  
Longitudinal Force ◽  
Reinforcement Steel ◽  
Different Types ◽  
Effective Use ◽  
Concrete Elements ◽  
Economic Use

The article presents data on the bearing capacity of columns with various combinations of prestressed and conventional reinforcement. The areas of the most effective use of such structures with different eccentricities and flexibilities are shown. The ecology of reinforcement steel is an important task that the designers of reinforced concrete structures face. The creation of effective constructive solutions, that allow to combine high technical characteristics with economic use of reinforcement steel, has become urgent and is necessary for today's development of the construction industry. In the works [1,2,3,4,5] it was shown that the solution of these problems was possible by creating conditions for the full employment of building materials properties - reinforcement and concrete. The working reinforcement is characterized by its application in the conventional and prestretched forms. At the same time, the works done in the recent years show that reinforcement, subjected to precompression, can be used in the compressed zone [6,7,8]. It is most effective in rigid reinforced concrete columns. Thus, precompression of all longitudinal reinforcement or its part allows to increase the strength of non-flexible columns with not high relative eccentricities of the external longitudinal force. At the same time, in order to obtain the greatest effect caused by the precompression of the reinforcement, certain conditions must be observed.

Effect of Fibres on Beam Column Joint Failure

2016 ◽  
Vol 857 ◽  
pp. 59-64 ◽  
Author(s):  
Jerison Scariah James ◽  
Margrette Mary James
Keyword(s):  
Reinforced Concrete ◽  
Building Materials ◽  
Structural Integrity ◽  
Fibre Reinforced Concrete ◽  
Structural Shape ◽  
Framed Structures ◽  
Water Storage Tank ◽  
High Rise ◽  
Column Joint ◽  
The Comparative Study

Concrete is one of the most resourceful and environmental friendly building materials. It can be cast to fit any structural shape from a cylindrical water storage tank to a rectangular beam, slabs and column in a high-rise building. In RC buildings, portions of columns that are common to beams at their intersections are called beam column joints. Beam-column joints have a crucial role in the structural integrity of the buildings. Review of literature indicates that numerous studies were conducted in the past to study the behaviour of beam-column joints with normal concrete. However, those recommendations are not intended for the fibre reinforced concrete. Some indicates that this material is an alternative to the confining reinforcement in the joint region. So the comparative study of the performance of different fibres in beam column joint has a greater importance and relevance in the field of RCC framed structures. This thesis aims to study the behaviour of beam column joint by evaluating the performance of fibre reinforced concrete. The incorporation of fibres in beam column joint is analysed in this study. The use of different types of fibres such as steel and polypropylene are evaluated.

SETTING A DIAGRAM APPROACH TO CALCULATING VIBRATED, CENTRIFUGED AND VIBROCENTRIFUGED REINFORCED CONCRETE COLUMNS WITH A VARIATROPIC STRUCTURE

2020 ◽  
pp. 22-34
Author(s):  
Л. Р. Маилян ◽  
С. А. Стельмах ◽  
Е. М. Щербань ◽  
М. П. Нажуев
Keyword(s):  
Experimental Data ◽  
Reinforced Concrete ◽  
Bearing Capacity ◽  
Cross Section ◽  
Concrete Columns ◽  
Reinforced Concrete Columns ◽  
The Cross ◽  
Concrete Elements ◽  
Diagram Approach

Состояние проблемы. Железобетонные элементы изготавливаются, как правило, по трем основным технологиям - вибрированием, центрифугированием и виброцентрифугированием. Однако все основные расчетные зависимости для определения их несущей способности выведены, исходя из основного постулата - постоянства и равенства характеристик бетона по сечению, что реализуется лишь в вибрированных колоннах. Результаты. В рамках диаграммного подхода предложены итерационный, приближенный и упрощенный способы расчета несущей способности железобетонных вибрированных, центрифугированных и виброцентрифугированных колонн. Выводы. Расчет по диаграммному подходу показал существенно более подходящую сходимость с опытными данными, чем расчет по методике норм, а также дал лучшие результаты при использовании дифференциальных характеристик бетона, чем при использовании интегральных и, тем более, нормативных характеристик бетона. Statement of the problem. Reinforced concrete elements are typically manufactured according to three basic technologies - vibration, centrifugation and vibrocentrifugation. However, all the basic calculated dependencies for determining their bearing capacity were derived using the main postulate, i.e., the constancy and equality of the characteristics of concrete over the cross section, which is implemented only in vibrated columns. Results. Within the framework of the diagrammatic approach, iterative, approximate and simplified methods of calculating the bearing capacity of reinforced concrete vibrated, centrifuged and vibrocentrifuged columns are proposed. Conclusions. The calculation according to the diagrammatic approach showed a significantly better convergence with the experimental data than that using the method of norms, and also performs better when using differential characteristics of concrete than when employing integral and particularly standard characteristics of concrete.

scholarly journals Diagnosis and Assessment of Deep Pile Cap Foundation of a Tall Building Affected by Internal Expansion Reactions

Buildings ◽  
2021 ◽  
Vol 11 (3) ◽  
pp. 104
Author(s):  
Fernando A. N. Silva ◽  
João M. P. Q. Delgado ◽  
António C. Azevedo ◽  
Tahlaiti Mahfoud ◽  
Abdelhafid Khelidj ◽  
...  
Keyword(s):  
Compressive Strength ◽  
Reinforced Concrete ◽  
Modulus Of Elasticity ◽  
Dynamic Modulus ◽  
Structural Integrity ◽  
Gas Permeability ◽  
Ettringite Formation ◽  
Dynamic Modulus Of Elasticity ◽  
Pile Cap ◽  
Deterioration Process

Early deterioration of reinforced concrete foundations has been often reported in recent years. This process is usually characterized by an extensive mapping cracking process on concrete surfaces that results from several types of Internal Swelling Reaction (ISR). In this paper, a real case study of a tall reinforced concrete building with a severe deterioration process installed in its deep foundations is discussed. Laboratory tests were performed in concrete drilled cores extracted from a deep pile cap block 19 years after the beginning of construction. Tests to assess the compressive strength, the static and the dynamic modulus of elasticity, the gas permeability, and electron microscopy scanning to find out the primary mechanism responsible for the deterioration observed during in situ inspections. Chemical alterations of materials were observed in concrete cores, mainly due to Delayed Ettringite Formation (DEF), which significantly affected the integrity and durability of the structure. Dynamic modulus of elasticity showed to be a better indicator of damage induced by ISR in concrete than compressive strength. Procedures to strengthen the deteriorated elements using prestressing proved to be an efficient strategy to recover the structural integrity of pile caps deteriorated due to expansions due to ISR.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document