Influence of creep on concrete beam deflection

Abstract

The object of this thesis was to conduct a study in to how well the Eurocodes in their current form, can assess the influence of creep, on the deflection of steel reinforced concrete structures.

First from a theoretical point and with the help of a simple calculation, the various factors influencing creep and its ultimate result on deflection were studied. It was found that the biggest factor contributing to creep and the ultimate deflection of steel reinforced concrete beams was the age of concrete at loading, where a 14 day wait showed a 12% decrease in overall deflection.

Secondly an empirical study in Australia was performed where over 400 days the deflection of newly cast, steel reinforced concrete beams were measured. To this study there was a theoretical calculation made on how much deflection the Eurocodes would predict. In addition, the Espion database was used and 164 datapoints were selected to draw further conclusions.

On average the Eurocodes estimate the total deflection of steel reinforced concrete beams with a rectangular section to within 6% of the actual measured results, once the shrinkage of the beam is considered. However, for concrete with a compressive strength of less than 25 MPa, the Eurocodes overestimate the beam deflection. For stronger concrete, the deflection is underestimated. Likewise, for beams that are under-reinforced, deflection is overestimated. For beams with a ratio of tension rebar to effective cross-section higher than 1.4, deflection is underestimated.

Furthermore, an online calculation program was created to design steel reinforced beams.

Tavoite oli tutkia, miten hyvin Eurokoodit voivat arvioida viruman vaikutus teräsbetonipalkkien taipumaa.

Yksinkertaisen laskelman avulla pyrittiin saada selvää, mitkä muuttujat, jotka vaikuttavat virumaan, vaikuttavat eniten myös teräsbetonipalkkien taipumaan. Suurin muuttaja oli teräsbetonin ikä, kun ensikuormitus alkaa. Kahden viikon odotus tuo 12% vähemmän lopullista taipumaa.

Toiseksi, Australiassa tehtiin empiirinen koe, jossa 400 päivän aikana mitattiin teräsbetonipalkkien taipumat kuudesta, juuri valetuista teräsbetonipalkeista. Sovelsin Eurokoodit tähän kokeeseen ja vertailin, miten paljon Eurokoodien saadut lukemat eroavat mitatuista lukemista. Tämän koen lisäksi, käytin Espionin tietokanta hyödyksi ja otin sieltä 164 muita kokeita, johon tein vertailulaskelmat.

Keskimäärin Eurokoodit arvioivat teräsbetonipalkkien taipumat, jossa palkin poikkileikkaus on suorakaide, 6% varmalla puolella, kun otetaan kutistumaa huomioon. Mikäli betonin puristuslujuus mitattuna 28 päivän jälkeen on vähemmän kuin 25 MPa, Eurokoodit yliarvioviat taipumaa. Toisaalta, vahvemmalle betonille Eurokoodit aliarvioivat taipumaa. Jos vetoteräksien raudoitussuhde on isompi kuin 1.4, Eurokoodit aliarvioivat taipumaa.

Tämän lisäksi olen kehittänyt ProdLibille laskenta-algoritmit, jotka mitoittavat teräsbetonipalkit, jossa palkilla on suorakaide poikkileikkaus. Lähdekoodi on lisätty liitteissä.