Experimental study of crack resistance and strength of oblique planes of reinforced concrete point-force loaded beams with positive and negative bending moment diagram

Authors: 
Maksymovych S. B. / Максимович С. Б.

Lviv Polytechnic National University,
Department of Building Structures and Bridges

The paper discusses experimental study of oblique planes of reinforced concrete solid beams at simultaneous exertion of constant transverse force and positive and negative bending moments. The tested beams had similar characteristics and differed only in types of reinforcement of oblique planes. Analysis of experimental results revealed the specifics of development and width of oblique cracks in the zone of effect of constant transverse force and positive and negative bending moments. The dynamics of development and width of oblique cracks depending on the load was recorded. The study also assessed the effect of various types of oblique planes reinforcement on bearing capacity of the beams.
The experiments showed that nucleation of oblique cracks in beams with positive and negative bending moment diagram for the relationship a/d = 1 occurs at mid-height of the beam. Distribution of stresses along the tension longitudinal reinforcement of beams is different from the theoretical bending moment diagram. In beams with positive and negative bending moment diagram at the relationship a/d = 1, horizontal (transverse) reinforcement is the most effective type of transverse reinforcement in terms of bearing capacity of oblique planes and width of oblique cracks.

1. F. Leonhardt, R. Walther Beiträge zur Behandlung der Schubprobleme im Stahlbetonbau. Beton und Stahlbetonbau 1, 2/1965.
2. K. Herbert Kupfer Zusammenhang Zwischen Momenttendeckung und Schubsicherung beim Schlanken Plattenbalken. BetonundStahlbetonbau 10/1967.
3. Залесов А. С. Иссле-дование прочности по наклонным сечениям элементов с двузначной эпюрой изгибающих моментов / А. С. Залесов, Х. А. Зиганшин // Поведение бетонов и элементов железобетонных конструкций при воздействии различной длительности : сб. науч. трудов. – М. : НИИЖБ, 1980.
4. ДСТУ Б В.2.6-156:2010. Конструкції будинків і споруд. Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону. Правилапроектування. – К. : МінрегіонбудУкраїни, 2011. – 118 с.
5. Eurocode 2: Design of Concrete Structures. EN 1992 – 1.1: General Rules and Rules for buildings. – Brussels : CEN, 2004. – 226 p.
6. Карабаш В. Г. Скалывание при изгибе железобетонных балок. Исследования – Железобетонные конструкции / В. Г. Карабаш. – М. : ВНИИС, 1955.
7. Боришанский М. С. Образование косых трещин в стенках предварительно напряженных балок и влияние предварительного напряжения на прочность под действием поперечных сил. Прочность и жесткость железобетонных конструкций (к 100-летию со дня рождения Лолейта А. Ф.) / М. С. Боришанский, Ю. К. Николаев. – М., 1968.
8. Шостак Б. А. Исследование трещиностойкости наклонных сечений ненапряженных железобетонных балок прямоугольного сечения при кратковременном действии сосредоточенных нагрузок : дисс. … канд. техн. наук / Б. А. Шостак. – Львов, 1971.
9. Дорошкевич Л. О. Аналіз причин аварійного стану залізобетонних ригелів рам готелю “Дністер” у м. Львові / Л. О. Дорош- кевич, С. Б. Максимович, Б. Ю. Максимович // зб. наук. статей “Проблеми теорії і практики будівництва.” Т. ІV. Проектування, обстеження і експлуатація будівель і споруд. Основи і фундаменти. – Львів : Держ. ун-т “Львівська політехніка”. 1997. – С. 34–39.