Mean steel strain in reinforced concrete flexural members

Abstract

Knowledge of the mean steel strain, as different from the steel strain at a crack, is of considerable significance in the calculation of crack widths and deflections which are among the important limit-states to be considered in the modern limit-state design concept. Six different theories presently available in literature for predicting the average steel strain in reinforced concrete flexural members have been compared amongst themselves and with test results. It is found that the method proposed by Rao predicts the mean steel strains more accurately than the other methods. On the basis of the earlier theories, the author proposes an empirical equation which fairly agrees with experimental results. The effect of load repetitions on the mean steel strain has been discussed.

Résumé

La rigidité que détermine entre les fissures le béton en traction affecte notablement le comportement des structures pour ce qui regarde les largeurs des fissures et les fléchissements. Étant donné les nombreuses variables qui interviennent dans la fissuration, il n'était pas possible de procéder à un traitement théorique correct du problème. Toutes les théories disponibles à ce jour sont par conséquent nécessairement empiriques ou semi-empiriques par nature. On fait ici brièvement un exposé et une analyse critiques de chaque équation afin d'en juger la validité.

On compare les résultats théoriques à deux séries de résultats expérimentaux. On a constaté en général que les équations de Rao et du Règlement russe donnent une bonne prévision de l'effet raidisseur dû à la traction tandis que les équations de Borgès et du projet de Règlement britannique déterminent une surévaluation. L'équation proposée dans le dernier Règlement britannique sousestime notablement l'effet de raidissement et ne s'écarte pas de beaucoup de l'hypothèse bilinéaire. La congruence des équations de Rao et du Règlement russe doit être surtout attribuée au fait que les deux formulations tiennent compte des trois paramètres majeurs qui interviennent: pourcentage d'armature, résistance en traction du béton, et degré de fissuration, dans la déformation moyenne de l'acier.

Étant donné les inconvénients importants que présentent les équations de Borgès et du Règlement britannique, l'auteur suggère une modification appropriée, en l'espèce la prise en compte du degré de fissuration en tant que paramètre majeur. On constate que l'équation fournit une bonne prévision de la déformation. On considère l'effet de répétition de charges sur la déformation moyenne de l'acier, qui repose sur une étude expérimentale.