About the calculation of concrete elements subjected to local compression

Abstract

The problem of calculating the local compressive strength of normal‐weight concrete elements of building and engineering structures locally loaded by rigid steel plates on a small area surrounded from all sides by a non‐loaded larger area of cross‐section is presented in this paper. The results of experimental and theoretical investigations show that this stress‐strain concentration problem is rather complicated. Therefore up to now for the determination of local compressive strength of concrete elements various calculation methods have been used. The author of this paper proposed an alternative method the algorithm of which is based on the results of statistical analysis of numerous experimental data, conclusions of adequate theoretical research and propositions of SNiP, Eurocode2 and other design codes. According to this calculation method, the design local compressive strength of concrete and concrete elements depends not only on magnitude of local load concentration but also on characteristics of mechanical properties of concrete ‐axial tensile and compressive strength and relative element height (ratio of element height with less line of its cross‐section) too. The results of comparative calculations showed that experimental research data better comply with the calculated ones by the proposed method than with the obtained ones by SNiP, SNB, STR and Eurocode2 methods.

Apie betoninių elementų skaičiavimą esant vietiniam gniuždymaui

Santrauka. Nagrinėjama normaliojo betono statinių elementų, apkrautų vietine apkrova per standžias metalo plokštes mažame plote, esančiame neapkrautame didesniame plote, vietinio gniuždymo (glemžiamojo) stiprio skaičiavimo problema. Eksperimentinių ir teorinių tyrimų rezultatai rodo, kad ši įtempių ir deformacijų problema yra gana sudėtinga. Todėl betoninių elementų glemžiamajam stipriui skaičiuoti iki šiol taikomos įvairios metodikos. Siūloma skaičiavimo metodika, kurios algoritmas pagristas gerai žinomų gausių eksperimentinių duomenų statistinės analizės rezultatais, atitinkamų teorinių tyrimų išvadomis ir kai kurių žinomų projektavimo normų (SNiP, SBN ir kt.) nuostatomis. Skaičiuojant glemžiamus betoninius elementus pagal šią metodiką, skaičiuotinis betono glemžiamasis stipris priklauso ne tik nuo vietinės apkrovos koncentracijos didumo, bet ir nuo betono mechaninių savybių charakteristikų ‐ ašinio tempimo ir gniuždomojo stiprių bei elemento santykinio aukščio (elemento aukščio santykio su jo skerspjūvio mažesniaja kraštine). Palyginamojo skaičiavimo rezultatai parodė, kad eksperimentinės betono, kaip ir pačių elementų, glemžiamojo stiprio reikšmės geriau atitinka apskaičiuotas pagal pasiūlytą metodiką, negu nustatytas pagal SNiP, SNB, STR ir Euronormų 2 metodikas.

Reikšminiai žodžiai: normaliojo betono elementai, vietinis gniuždymas (glemžimas), stipris, patikimumas, skaičiavimo metodika.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : normal‐weight concrete elements, local compression, strength, reliability, calculation method