The issue of considering the inhomogeneity of the concrete strength of structural elements in complicated concreting conditions
Keywords:
complicated concreting conditions, concrete, technological parameters.Abstract
Abstract.Abstract. The aim is to develop the recommendations of accounting for a possible heterogeneity of the concrete strength due to the complicated conditions of concreting the CFST elements, based on the results of experimental studies. Method. A special technique of experimental studies of concrete strength is developed, it included testing (destructive and nondestructive methods) of concrete cylindrical samples which had been concreted in the composition of structural elements (racks) of different heights, and in the permanent formwork (polyvinyl chloride tube-shell with an internal diameter of 100 mm). During experiment planning, technological concreting parameters (specimen’s height, placeability of concrete mixture and compaction time) were considered as varying parameters in three levels. The research carried out according to Box and Behnken experiment plan of “3/1/15” type. Prior to testing all the long specimens were cut in the pieces of equal height. In this manner, we obtained 90 specimens with h/d ratio of 2. All the specimens manufactured of heavy concrete of the same strength class C 20/25 (fcm,cul=24.18 MPa).Results. We carried out a correlation analyses of the concreting technological parameters influence on the concrete strength of structural elements under complicated concreting conditions by the example of CFST elements.We have discovered a significant data spread on concrete strength along the height of different zones of long specimens. Its average value was about 43% with a variation coefficient of 23 %. We empirically proved that when movable mixtures with the cone slump of 4 – 9 cm used, an overall variation coefficient of concrete strength along the height of CFST elements equals 13% irrespective of its compaction time.Scientific novelty. We justified the necessity of applying the additional partial reliability coefficient of the material (technological coefficient), that would account for the additional (primary and secondary) inhomogeneity of concrete in long CFST elements under the complicated concreting conditions (vertical concrete mixture supplying at the construction site when the diameter of external shell-tube is less than 300 mm) depending on the technological parameters of concrete mixture and regimes of its compaction. Based on the conducted experiments we suggest standardized variability values (variation coefficient) of the unit’s concrete strength for adjustment the average concrete strength value of the batch for manufacturing the CFST racks.Practical significance. We’ve suggested the method of determining the average concrete strength during concrete composition designing at a ferroconcrete plant during the transition from its design class to its average strength (mark). It allows consideration the statistically significant difference between the average concrete strength of control specimens and the average concrete strength of the unit, given that the strength of it’s the weakest zone is guaranteed not less than 95 % of designed value.
References
Bazhenov Yu. M. Tehnologiya betona [Technology of concrete]. Moscow: Publishing House of the ASV, 2007, 528 p. (in Russian).
Gladishev G. M. Viznachennya faktichnoYi mItsnostI betonu za rezultatami obstezhennya stovbura zalizobetonnoyi dimovoyi trubi N=120 m kotlIv PTVM # 1, 2, 3 na kiyivskiy st.2 [Determination of the actual strength of concrete based on the results of examination of the trunk of a reinforced concrete chimney N = 120 m of boilers PTVM number 1, 2, 3 in Kiev no.2]. BudIvelnI konstruktsIYi: zb. nauk. prats. Kiev, NDIBK, 2001. – Vip. 54. pp. 71–76. (in Ukrainian).
Gukasian O.M. Doslidzhennya zmini mitsnosti po visoti betonnogo oserdya trubobetonnih elementiv riznoyi dovzhini [Study of strength changes of height concrete core concrete filled steel tubes elements of different length]. Resursoekonomni materiali, Konstruktsiyi, Budivli ta sporudi. ZbIrnik naukovih prats. – Vip. 33 – Rivne, 2016, S. 151–161. (in Ukrainian).
Dvorkin, L.I. Osnovyi betonovedeniya[Fundamentals of Concrete Studies]. Moscow: Infra-Engineering, 2010. 472 p. (in Russian).
Leschinsky A.M. Klassifikatsiya neodnorodnostey prochnosti betona[Classification of heterogeneity of concrete strength]. Building structures: Republican interdepartmental scientific and technical collection. - K.: Budivelnik, 1986. - Issue. 39. - P. 4749.(in Ukrainian).
Livinskyy O. M. Budivelni materialy ta vyroby : pidruchnyk [BuildingMaterialsandProducts]. O. M. Livinskyy, O. M. Pshinko, M. V. Savytskyy, I. I. Kulichenko, O. I. Kurok// Ukr. akad. nauk. - Dnipropetrovsk : Dnipropetr. nats. un-t zalizn. transp. im. V. Lazaryana : Aktsent, 2014. – 656 s.(in Ukrainian).
Savytskyy M.V. Otsinka nadiynosti pozatsentrovo stysnutoho zalizobetonnoho elementa pryamokutnoho pererizu imovirnisnym metodom. [ Estimation of reliability of the noncentrally compressed rectangular rectangular cross-section element by the probabilistic method]/ Savytskyy M.V., A.Yu. Shevchenko, T.Yu. Tsehelnyk/ Visnyk prydniprovskoyi derzhavnoyi akademiyi budivnytstva ta arkhitektury: Sb. nauch. trudov. Vyp.№ 5. – Dn-vsk., 2011. C. 20 – 25.(in Ukrainian).
Semko O. V. Keruvannya rizikami pri proektuvanni ta ekspluatatsiyi stalezalizobetonnih konstruktsiy [Risk management in the design and operation of steel reinforced concrete structures: monograph] Poltava: PoltNTU, 2012. - 514 p.(in Ukrainian).
Semko O. V.Pro vpliv mInlivostI mItsnostI monolItnogo betonu na nadIynIst sporud. [ On the influence of the variability of the strength of monolithic concrete on the reliability of structures].AktualnI problemi vodnogo gospodarstva : Zbirnik naukovih prats – Rivne 1997. − С. 87 – 88. (in Ukrainian).
Mitropolskiy A. K. Tehnika statisticheskih vyichisleniy.[The technique of statistical computations]. M.Nauka, 1971. 576 p.(in Russian).
Rekomendatsii po statisticheskim metodam kontrolya i otsenki prochnosti betona s uchetom ego odnorodnosti po GOST 18105-86. [Recommendations on statistical methods for monitoring and assessing the strength of concrete, taking into account its uniformity in accordance with GOST 18105-86]. M. : Stroyizdat, 1989. – 59 s.(in Russian).
Runova R.F. Otsenka prochnosti betona: normativnyie dokumentyi, usloviya ispyitaniy, dostovernost [Estimation of concrete strength: normative documents, test conditions, reliability]. Building materials, products and sanitary equipment. Scientific and technical collection. - K.: "NDIBMV", Issue 43. - 2012. - P. 125 - 133.(in Ukrainian).
Stulii N. G. Raspredelenie prochnosti i plotnosti melkozernistogo betona v blok-balke i ravnoy po ob'emu serii kontrolnyih obraztsov.[Distribution of strength and density of fine-grained concrete in block beam and equal in volume of a series of control samples]. Reliability of building structures: Interuniversity Sat. Scientific Of labor. - Kuibyshev, 1990 - S. 92-94.(in Ukrainian).
Chirkov V.P., Raspredelenie prochnosti i plotnosti melkozernistogo betona v blok-balke i ravnoy po ob'emu serii kontrolnyih obraztsov.[Applied methods of reliability theory in calculations of building constructions: study. Allowance for higher educational institutions of railways Transport]. VP Chirkov. - M.: Route, 2006. - 620 p.(in Russian).
EN 1992 Eurocode 2: Design of concrete structures. EN 1992-1-1:2004 Part 1-1: General rules and rules for building.
Designers’ Guide to Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures : 2th editions / Roger P. Johnson. – 2011. – 310 р.
Cristofaro M. T. The Dispersion of Concrete Compressive Strength of Existing Buildings [Electronic resource]./ M. T. Cristofaro R. Pucinotti, M. Tanganelli, M. De Stefano// GGEE, volume 33. - pp 275-285. – Access mode: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-06394-2_16
De Stefano M Effect of the variability in plan of concrete mechanical proprieties on the seismic response of existing RC framed structures[Electronic resource] / M De Stefano, M Tanganelli, S Viti // Bull Earthq Eng 11:1049–1060. doi:10.1007/s10518012-9412-5. – Access mode: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10518-012-9412-
STATISTICAL MODEL FOR COMPRESSIVE STRENGTH OF LIGHTWEIGHT CONCRETE Andrzej S. NOWAK a, Anna M. RAKOCZY bhttp://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/1499.pdf
Voskobiinyk Olena, Gukasian Olga Study of technological features of tubular compressed concrete members in concreting/ Full-text available Article Jan 2017 MATEC Web of Conferences/MATEC Web of Conferences 116, 02037 (2017)/ DOI: 10.1051/matecconf/20171160203 Transbud-2017 7.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
