Experimental behaviour and hyper-strength of slightly reinforced concrete members bent up to collapse

Abstract

The investigation reveals the main peculiarities (among which is the presence of a pronounced peak of moment before yielding) of the response to bending actions of slightly reinforced concrete structural members and shows that the trend in the reactive moments is strikingly different from what would result from the ‘classical’ analysis, especially in the region preceding yielding. One of the most interesting results in our opinion is the bringing to light of the role played by concrete which, with the same reinforcement, is capable of radically modifying the type of response and peak height, besides influencing the gap between the experimental yielding moment and the one that would results from the ‘classical’ procedure. Also shown is the fact that with particularly weak reinforcement (0.05%), high concrete strength is capable of bringing the cracking moment up to values far superior even to those of yielding. With weak reinforcement, hyper-strength does not relate only to the reinforcement percentage—as follows from various relationships proposed—but also, and in a determinant way, to concrete strength.

Résumé

L'étude révèle les principales caractéristiques (notamment la présence d'un pic significatif de moment avant le seuil de plasticité) de la réponse aux actions de flexion d'éléments structuraux de béton faiblement armé; il apparaît que les moments réactifs tendent à différer fortement des résultats qu'aurait donnés une analyse ‘classique’, en particulier dans la région précédant le seuil de plasticité.

L'un des résultats les plus intéressants, à notre avis, est la mise en lumière du rôle joué par le béton qui, avec une armature identique, a la capacité de modifier radicalement le type de réponse et la hauteur du ‘pic’, exerçant en outre une influence sur l'écart entre le seuil de plasticité et celui qui se produirait avec une méthode ‘classique’. Il apparaît également qu'avec une armature particulièrement faible (0,05%), le moment de fissuration du béton de haute résistance peut être porté à des valuers bien supérieures même à celles du seuil de plasticité.

Avec une faible armature, la sur-résistance ne correspond pas seulement au pourcentage d'armature—comme le mettent en évidence diverses relations avancées—mais aussi, et ceci de façon déterminante, à la résistance du béton.