Fulltext

Cracking Control due to Early Thermal Movement of Watertight Continuous RC Members

السيطرة على التشققات الناتجة من الانفعالات المبكرة للمنشاءت المائية المستمرة المصنوعة من الخرسانة المسلحة

Hussam K. Risan حسام كاظم رسن

AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية
ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2017 Volume: 20 Issue: 1 Pages: 206-213
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Abstract

Action of applied external loads, early thermal by hydration of cement in reinforced concrete (RC) structures, creep and shrinkage and seasonal effects due to environmental conditions are the main causes of inducing cracks in RC members. Most Design Codes of RC structures have underestimated the distribution steel requirements based on stating nominal or minimum requirements for early thermal and moisture movement especially in watertight continuous constructions. Three dimensional finite element analysis for a verification problem was carried out on a continuous reinforced concrete members with different bar diameter subjected to different applied temperatures values which represent the early-age and seasonal effects. The results of this analysis were compared with the available BS Code equations for crack control for early thermal movements. The comparison between the Code equation and finite element analysis was met in a good agreement. The resulted data was used to study parametrically the crack characteristics in terms of crack width and spacing of RC members in term of the effects of three different construction exposures (Class A, B and C), three values of temperatures with three different bar size diameter (10mm, 12, 16) for each one. The present work was indicated as the bar diameter increases, the required steel ratio increases proportionality to match the assumed crack width. So, to get the minimum steel ratio this is the target. It must use smallest bar diameter. But unfortunately this is limited by minimum practical bar spacing. The overall of present study was indicated that the continuous construction required high steel area especially for class A exposure.

تشقق المنشاءات الخرسانية المسلحة يكون اما نتيجة الاحمال الخارجية المسلطة او الحرارة المبكرة الناتجة من تفاعل اماهة الاسمنت والزحف والانكماش او نتيجة التاثيرات الفصلية المتعلقة بالظروف البيئية. اغلب المدونات العالمية تخمن كمية الحديد اللازمة للسيطرة على التشققات الناتجة من الانفعالات المبكرة بتحديد اقل كمية لا يمكن تجاوزها عن التصميم، لكن هذه الكمية غالبا ما تكون اقل من المطلوب خاصة بالمنشاءت المائية. في هذا البحث، تم اجراء تحليل عددي لعضو انشائي مستمر مصنوع من الخرسانة المسلحة باستخدام طريقة العناصر المحددة ثلاثية الابعاد. تم دراسة تغير قطر حديد التسليح ودرجة الحرارة المسلطة نتيجة مجموع تاثير حرارة تفاعل الاسمنت المبكره والحرارة المتوقعة من الظروف البيئية على عرض التشققات والمسافات بينهم. استخدمت معادلات المدونة البريطانية للمقارنة مع نتائج طريقة العناصر المحددة. اظهرت النتائج تطابق مقبول بين طريقة العناصر المحددة والمعادلات المستخدمة في المدونة المذكورة. استخدم هذا التطابق لدراسة خصائص التشققات من حيث السمك والتباعد بينهم، حيث شملت الدراسة ثلاثة انواع من التعرض (أ، ب، جـ) لثلات قيم من الحرارة المسلطة بتغير قطر حديد التسليح لثلاثة قيم (10mm, 12, 16). اكدت النتائج من هذه الدراسة، كلما زاد قطر حديد التسليح يؤدي الى زيادة نسبة حديد التسليح للحصول على نفس عرض التشقق المطلوب. لذلك يفضل استخدام اقطار حديد صغيرة لتقليل كمية الحديد اللازمة للسيطرة على التششقات ولكن يجب عدام تجاوز البعد الادنى بين قضبان حديد التسليح. كما اشار هذا البحث بشكل عام بحاجة المنشاءات المائية المستمرة والمتعرضة لصنف التعرية (أ) الى نسبة حديد عالية اكثر من المذكور في اغلب المدونات.

Keywords

Watertight --- Continuous Construction --- Crack Width and Spacing --- Early Thermal Movement --- Immature Concrete.