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This paper presents a methodology for uncertainty quantification in cyclic creep analysis. Several models- , namely BP model, Whaley and Neville model, modified MC90 for cyclic loading and modified Hyperbolic function for cyclic loading are used for uncertainty quantification. Three types of uncertainty are included in Uncertainty Quantification (UQ): (i) natural variability in loading and materials properties; (ii) data uncertainty due to measurement errors; and (iii) modelling uncertainty and errors during cyclic creep analysis. Due to the consideration of all type of uncertainties, a measure for the total variation of the model response is achieved. The study finds that the BP, modified Hyperbolic and modified MC90 are best performing models for cyclic creep prediction in that order. Further, global Sensitivity Analysis (SA) considering the uncorrelated and correlated parameters is used to quantify the contribution of each source of uncertainty to the overall prediction uncertainty and to identifying the important parameters. The error in determining the input quantities and model itself can produce significant changes in creep prediction values. The variability influence of input random quantities on the cyclic creep was studied by means of the stochastic uncertainty and sensitivity analysis namely the Gartner et al. method and Saltelli et al. method. All input imperfections were considered to be random quantities. The Latin Hypercube Sampling (LHS) numerical simulation method (Monte Carlo type method) was used. It has been found by the stochastic sensitivity analysis that the cyclic creep deformation variability is most sensitive to the Elastic modulus of concrete, compressive strength, mean stress, cyclic stress amplitude, number of cycle, in that order.
DISCRETE CRACK MODEL OF BORCZ FOR CALCULATING THE DEFLECTIONS OF BENDING REINFORCED CONCRETE BEAM
(2012)
In the design of the reinforced concrete beams loaded by the bending moment, it is assumed that the structure can be used at a level of load, that there are local discontinuities - cracks. Designing the element demands checking two limit states of construction, load capacity and usability. Limit states usability include also the deflection of the element. Deflections in the reinforced concrete beams with cracks are based on actual rigidity of the element. After cracking there is a local change in rigidity of the beam. The rigidity is variable in the element’s length and due to the heterogeneous structure of concrete, it is not possible to clearly describe those changes. Most standards of testing methods tend to simplify the calculations and take the average value of the beam’s rigidity on its entire length. The rigidity depends on the level of the maximal load of the beam. Experimental researches verify the value by inserting the coefficients into the formulas used in the theory of elasticity. The researches describe the changes in rigidity in the beam’s length more precisely. The authors take into consideration the change of rigidity, depending on the level of maximum load (continuum models), or localize the changes in rigidity in the area of the cracks (discrete models). This paper presents one of the discrete models. It is distinguished by the fact that the left side of the differential equation, that depends on the rigidity, is constant, and all effects associated with the scratches are taken as the external load and placed on the right side of the equation. This allows to generalize the description. The paper presents a particular integral of the differential equation, which allow analyzing the displacement and vibration for different rigidity of the silo’s walls, the flow rate and type of the flowing material.
In this paper experimental studies and numerical analysis carried out on reinforced concrete beam are partially reported. They aimed to apply the rigid finite element method to calculations for reinforced concrete beams using discrete crack model. Hence rotational ductility resulting from crack occurrence had to be determined. A relationship for calculating it in static equilibrium was proposed. Laboratory experiments proved that dynamic ductility is considerably smaller. Therefore scaling of the empirical parameter was carried out. Consequently a formula for its value depending on reinforcement ratio was obtained.
MODEL DESCRIBING STATIC AND DYNAMIC DISPLACEMENTS OF SILOS WALL DURING THE FLOW OF LOOSE MATERIAL
(2012)
Correct evaluation of wall displacements is a key matter when designing silos. This issue is important from both the standpoint of design engineer (load-bearing capacity of structures) and end-consumer (durability of structures). Commonplace methods of silo design mainly focus on satisfying limit states of load-bearing capacity. Current standards fail to specify methods of dynamic displacements analysis. Measurements of stressacting on silo walls prove that the actual stress is sum of static and dynamic stresses. Janssen came up with differential equation describing state of static equilibrium in cross-section of a silo. By solving the equation static stress of granular solid on silo walls can be determined. Equations of motion were determined from equilibrium equations of feature objects. General solution, describing dynamic stresses was presented as parametric model. This paper presents particular integrals of differential equation, which enable analysing displacements and vibrations for different rigidities of silo walls, types of granular solid and its flow rate.
Der Nachbehandlung eines Fahrbahndeckenbetons kommt zum Erzielen eines hohen Frost-Tausalz-Widerstandes der fertigen Betondecke eine besondere Bedeutung zu. Bei der Waschbetonbauweise erfolgt die Nachbehandlung in mehreren Schritten. Eine erste Nachbehandlung gewährleistet den Verdunstungsschutz des Betons bis zum Zeitpunkt des Ausbürstens des verzögerten Oberflächenmörtels. Daran schließt sich die zweite Nachbehandlung an, in der Regel durch Aufsprühen eines flüssigen Nachbehandlungsmittels.
Der zweite Nachbehandlungsschritt ist entscheidend für den Frost-Tausalz-Widerstand der Betondecke. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde daher untersucht, inwiefern durch eine Optimierung der zweiten Nachbehandlung der Frost-Tausalz-Widerstand von Waschbetonoberflächen erhöht werden kann, insbesondere bei Verwendung hüttensandhaltiger Zemente. Schon durch eine einmalige Nassnachbehandlung wurde eine deutlich höherer Widerstand der Waschbetons gegen Frost-Tausalz-Angriff erzielt.
Die besondere Aggressivität von hochkonzentrierten Magnesiumsulfatlösungen bei Einwirkung auf Beton ist seit vielen Jahrzehnten bekannt. Neben dem Sulfat greift zusätzlich auch das Magnesium den Zementstein an. Bei hohen Lösungskonzentrationen nimmt der Magnesiumangriff gegenüber dem Sulfatangriff sogar eine dominante Rolle ein. Magnesiumgehalte unter 300 mg/l im Grundwasser gelten allerdings bislang als nicht angreifend. In Auslagerungs- und Laborversuchen wurde jedoch festgestellt, dass auch bei praxisrelevanten Magnesium- (<300 mg/l) und Sulfatgehalten (1.500 mg/l) das Magnesium zu einer deutlichen Verschärfung des Sulfatangriffes bei niedrigen Temperaturen führte. Diese Verschärfung trat bei Mörteln und Betonen auf, bei denen der erhöhte Sulfatwiderstand durch einen teilweisen Zementersatz mit 20 % Flugasche zu einem CEM II/A-LL erreicht werden sollte, gemäß der Flugascheregelung nach EN 206-1/DIN 1045-2.
Bei einem teilweisen Zementersatz durch 30 % Flugasche konnte auch in magnesiumhaltigen Sulfatlösungen eine deutliche Verbesserung des Sulfatwiderstandes erreicht werden. Mörtel mit HS-Zement als Bindemittel wiesen keinerlei Schäden auf. Schadensverursachend war eine Kombination mehrerer Einflüsse. Zum einen wurde der Sulfatwiderstand des Zement-Flugasche-Systems durch die unzureichende Reaktion der Flugasche infolge der niedrigen Lagerungstemperatur geschwächt. Zum anderen konnte durch die Einwirkung des Magnesiums in der Randzone vermutlich eine Destabilisierung der C-S-H-Phasen erfolgen, wodurch die Thaumasitbildung an dieser Stelle forciert wurde. Zusätzlich wurde durch den Portlanditverbrauch und die pH-Wert-Absenkung in der Randzone die puzzolanische Reaktion der Flugasche behindert.