Schlüsselwörter
(Englisch)
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concrete structures, sustained loading, long–term strength, rate-effect, structural strength
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Schlüsselwörter
(Französisch)
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ouvrages d'art en béton armé, charges de longue durée, résistance à long-terme, charges rapides, résistance des structures
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The influence of loading rates and of sustained actions on the strength of reinforcing steel and concrete has been investigated in the last fifty years by a number of researchers. In spite of some controversial results on high-strength concrete, the level of knowledge is quite satisfactory. With respect to the behaviour of structural members, however, some instrumental topics are still under research or discussion.
The present research aims at completing current state of knowledge dealing with high-strength concrete members (fc = 70-90 MPa), which is pertinent to suitably assess the behaviour of existing structures (where concrete ageing has potentially raised the original strength to such values) as well as to investigate the effects of the loading rate on the strength of concrete members. Within this context, an experimental programme is proposed on members subjected to compression and tensile forces (in order to reproduce the conditions of concrete web girders) and punching tests on members without transverse reinforcement (representing slabs subjected to shear). These tests will be conducted at variable loading rates, leading to failures at 1, 10, 100, 1'000…10'000'000 seconds. In addition, a number of theoretical considerations will be performed to propose consistent values of the brittleness factors (eta fc in the Swiss codes) accounting for the interaction between loading rates and sustained actions with the redistribution of internal forces within concrete members.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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L’influence de la vitesse et de la durée de déformation sur la résistance de l’acier d’armature et sur la résistance à la compression du béton a été étudiée par plusieurs chercheurs depuis une cinquantaine d’années. A part les résultats controversés concernant les bétons à haute résistance, les connaissances concernant le comportement des matériaux sont suffisamment bonnes. Pour ce qui concerne le comportement des éléments de structure par contre, les connaissances sont encore insuffisantes. Dans ce projet, il est prévu de compléter les connaissances pour ce qui concerne les bétons avec une résistance à la compression fc = 70-90 MPa (important pour les structures existantes car dans plusieurs cas le béton a atteint une telle résistance) et d’étudier l’influence de la vitesse de chargement sur la résistance des éléments de structure. Dans ce contexte, on envisage d’effectuer des essais sur des éléments comprimés et tendus (essais représentatifs pour le comportement des âmes de pont) et des essais de poinçonnement sur dalles sans armature transversale (représentatifs pour les dalles soumises à l’effort tranchant). Tous ces essais seront conduits à des vitesses variables afin d’obtenir la rupture en 1, 10, 100, 1'000, … 10'000'000 secondes. En outre, il est prévu de faire des considérations concernant l’interaction de l’effet de la vitesse et de la durée de chargement avec la redistribution des efforts considérée dans les normes par le coefficient de fragilité (êta fc dans la norme Suisse).
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Projektziele
(Englisch)
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A number of concrete works related to road construction are essentially subjected to sustained actions, such as cut-and-over tunnels, retaining walls and long-span bridges. Others, may however be essentially subjected to variable short-term loading, such as deck slabs of bridges subjected to traffic loading, avalanche galleries or tunnels subjected to explosions. The Swiss codes and other international standards typically account for the influence of the loading rates and/or sustained loading effects by correcting the concrete strength (obtained under standard testing conditions) by a set of coefficients. These coefficients were derived on the basis of material testing mostly performed during the 1960’s. The aims of this project are to update the current state-of-knowledge accounting for high-strength concrete, to investigate on the influence of loading rates on the strength of concrete structures and to derive consistent rules for design and assessment of existing structures accounting for these phenomena.
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Projektziele
(Französisch)
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Certains ouvrages d’art sont sollicités par des actions essentiellement permanentes (tranchées couvertes, structures de soutènement, grands ponts) et d’autres par des actions rapides et intenses (dalles de roulement soumises aux effets dynamiques du trafic, galeries de protection soumises aux impacts, tunnels soumis aux explosions). Les normes Suisses et internationales tiennent compte de ces effets en corrigeant la résistance du béton par un coefficient qui tient compte de la durée et de la vitesse de chargement. Ces coefficients sont dérivés d’essais sur matériaux effectués dans les années ’60. Les objectifs de ce projet sont d’actualiser ces connaissances en tenant compte aussi des bétons à hautes résistances, étudier l’effet de la vitesse de chargement sur les éléments de structure, et de dériver des règles pratiques permettant de mieux dimensionner et mieux vérifier les structures existantes.
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Berichtsnummer
(Deutsch)
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699
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