Post-cracking behaviour of steel fibre reinforced concrete

Abstract

Recently, RILEM TC 162-TDF has proposed equivalent,f _eq , and residual,f _R , flexural tensile strength parameters to characterize and simulate the post-cracking behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) structures. In the current work, more than two hundred flexural tests are carried out according to the RILEM TC 162-TDF recommendations and the corresponding values off _eq andf _R parameters are evaluated. In series of specimens reinforced with fibres of a distinct length/diameter ratio, similar values off _eq andf _R parameters were obtained in these series. Although a strong correlation betweenf _eq andf _R was determined, a larger scatter off _R values was observed thereby revealingf _eq to be more appropriate for design purposes. A numerical strategy involving a cross sectional layered model and an inverse analysis was developed to evaluate the post-cracking stress-strain and the stress-crack opening diagrams for the tested SFRC. This strategy was also used to determine a relation between the post-cracking strain, ɛ^pcr, and the crack opening displacement,w, (ɛ^pcr=w/L _p ) which is useful for evaluating the crack opening when numerical strategies based on a stress-strain approach are used. The obtainedL _p values range from half the specimen cross section height to half the distance between the tip of the notch and the top of the cross section.

Résumé

Récemment, pour caractériser et simuler le comportement post-fissuration en traction du béton renforcé des fibres d'acier, la Commission Technique 162-TDF de la RILEM a proposé des paramètres désignés par résistance équivalente, f_eq, et résistance résiduelle, f_R, à la contrainte en flexion. Dans le travail présent, des valeurs de ces paramètres sont obtenues sur plus de deux cents essais de flexion effectués en accord avec les recommandations du TC 162-TDF de la RILEM. Des valeurs semblables de f_eq et f_R ont été obtenues dans des séries d'éprouvettes renforcées avec des fibres d'un rapport longueur/diamètre distinct. Bien qu'une forte corrélation entre f_eq et f_R ait été déterminée, une plus grande dispersion de valeurs du f_R a été observée, en démontrant que f_eq est plus approprié pour les buts du projet. Pour évaluer les diagrammes contrainte-déformation et contrainte-ouverture après fissuration, une stratégie numérique a été développée, en utilisant un modèle de section et en effectuant une analyse inverse. Cette stratégie a aussi été utilisée pour déterminer une relation entre la contrainte après fissuration, ɛ^pcr, et l'ouverture de fissure, w, (ɛ^pcr=w/L _p ) utile pour évaluer l'ouverture de la fissure quand les stratégies numériques sont basées sur une approche contrainte-déformation. Les valeurs de L_p obtenues ont varié entre la demi-hauteur de la section de l'éprouvette et la demi-distance entre l'extrémité de l'entaille et le sommet de la section.