scholarly journals Analysis of bolted ultra-high performance concrete joints

Lámpsakos ◽  
2021 ◽  
pp. 15
Author(s):  
César Echavarría ◽  
Hernán Cañola ◽  
Wilmar Echeverri

El hormigón de ultra-alto desempeño (UHPC) es un material compuesto con una notable capacidad de autocompactación y una alta resistencia a la compresión. Actualmente, la construcción de prefabricados en UHPC, debido a sus propiedades excepcionales, es considerada como una opción interesante en los proyectos de ingeniería civil. El desarrollo de métodos prácticos y confiables para el diseño de conexiones con pernos de elementos en UHPC ha sido considerado como un factor crucial en futuros proyectos de construcción. En este artículo, se estudian las concentraciones de tensión y los modos de falla frágiles en conexiones con pernos de paneles UHPC. Los resultados experimentales son comparados con una solución analítica que estima las concentraciones de tensión usando las propiedades elásticas de los materiales anisotrópicos y la geometría de las conexiones. Se analizan la influencia de la distancia al borde y de las propiedades elásticas de las placas UHPC en el desarrollo de fallas en conexiones con pernos. La solución analítica propuesta en esta investigación considera ecuaciones de forma cerrada que pueden ser usadas para evaluar las concentraciones de tensión en la conexión. Los resultados de laboratorio en conexiones con pernos de paneles UHPC se ajustan a las predicciones del modelo analítico. Un modelo analítico teórico es sin duda un precursor para cualquier estudio experimental o numérico de conexiones con pernos de elementos de hormigón de ultra-alto desempeño.

PCI Journal ◽  
2020 ◽  
Vol 65 (6) ◽  
pp. 35-61
Author(s):  
Chungwook Sim ◽  
Maher Tadros ◽  
David Gee ◽  
Micheal Asaad

Ultra-high-performance concrete (UHPC) is a special concrete mixture with outstanding mechanical and durability characteristics. It is a mixture of portland cement, supplementary cementitious materials, sand, and high-strength, high-aspect-ratio microfibers. In this paper, the authors propose flexural design guidelines for precast, prestressed concrete members made with concrete mixtures developed by precasters to meet minimum specific characteristics qualifying it to be called PCI-UHPC. Minimum specified cylinder strength is 10 ksi (69 MPa) at prestress release and 18 ksi (124 MPa) at the time the member is placed in service, typically 28 days. Minimum flexural cracking and tensile strengths of 1.5 and 2 ksi (10 and 14 MPa), respectively, according to ASTM C1609 testing specifications are required. In addition, strain-hardening and ductility requirements are specified. Tensile properties are shown to be more important for structural optimization than cylinder strength. Both building and bridge products are considered because the paper is focused on capacity rather than demand. Both service limit state and strength limit state are covered. When the contribution of fibers to capacity should be included and when they may be ignored is shown. It is further shown that the traditional equivalent rectangular stress block in compression can still be used to produce satisfactory results in prestressed concrete members. A spreadsheet workbook is offered online as a design tool. It is valid for multilayers of concrete of different strengths, rows of reinforcing bars of different grades, and prestressing strands. It produces moment-curvature diagrams and flexural capacity at ultimate strain. A fully worked-out example of a 250 ft (76.2 m) span decked I-beam of optimized shape is given.


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