Abstract
The paper reports on the analysis of shear strength of reinforced beams made of autoclaved aerated concrete with shear reinforcement. The test data are taken from three different investigations from three countries, in Europe and Japan, and include 61 tests. The analysis of the test data results in regression expressions, suitably modified from a formula used for ordinary concrete members, and shows good agreement with test values. Appropriate expressions are suggested for design.
Résumé
Ce rapport présente l'analyse de la résistance au cisaillement de poutres en béton cellulaire armées (AAC), avec armatures d'effort tranchant. Les résultats d'essais sont pris parmi trois recherches différentes dans trois pays, en Europe et au Japon, et ils regroupent 61 essais. La charge dans la majorité des essais consistait en deux forces symétriques (voir Fig. 1).
Dans quelques cas, il y avait une charge en ligne à mi-portée; dans d'autres cas, une charge en ligne était appliquée près d'un appui. Aucun essai n'a été exécuté avec une charge uniformément répartie. Une formule du type de l'Équation 1 prenant en compte, les trois variables principales a été utilisée depuis longtemps dans le cas du béton armé sans armature d'effort tranchant. A partir de son développement théorique, cette formule a été adaptée par le passé au béton cellulaire d'ou l'Équation 2. Pour les poutres avec armatures d'effort tranchant, l'Équation 3 représente l'addition de la résistance au cisaillement due au béton à celle due aux armatures d'effort tranchant. Les résultats d'essais sont présentés dans le Tableau 2, y compris les résistances au cisaillement prédites à partir de l'Équation 3 avec les coefficients de régression calculés en utilisant le programme SYSTAT sur un ordinateur personnel. Les résultats des régressions sont donnés dans le Tableau 4 et l'expression finale dans l'Équation 4.
Dans l'optique du dimensionnement, des valeurs minimales de la résistance ultime au cisaillement avec un seuil de confiance de 90% sont présentées dans l'Équation 5. L'analyse rapportée dans cet article fournit des expressions fiables pour la prédiction de la résistance au cisaillement de poutres en béton cellulaire armées avec armatures d'effort tranchant.
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Abbreviations
- AAC:
-
Autoclaved aerated concrete S
- a :
-
Shear span, measured from the centre of load to centre of nearest support (mm)
- a 0,a 1,a 2 :
-
Constants
- A s :
-
Area of longitudinal tension reinforcement (mm2)
- A w :
-
Area of shear reinforcement (mm2); for stirrups equal to two cross-sections and for inclined bars equal to one cross-section
- b :
-
Width of beam (mm)
- CV:
-
Coefficient of variation (%)
- d :
-
Effective depth to tension reinforcement (mm)
- f′ c :
-
Compressive strength of concrete (Nmm−2)
- f c :
-
Compressive strength of AAC (N mm−2)
- f yw :
-
Yield strength of shear reinforcement (N mm−2)
- h :
-
Overall depth of beam (mm)
- l :
-
Beam span (m)
- M u :
-
Ultimate bending moment (Nmm)
- N :
-
Number of stirrupts or inclined bars in one half of span
- n a :
-
Test number in the whole series
- n s :
-
Test number of a given series
- p w :
-
Total percentage of shear reinforcement (%)
- p wi :
-
Percentage of inclined shear reinforcement=100A w(sinα+cosα)/bs(%)
- p wv :
-
Percentage of vertical shear reinforcement=100A w/bs(%)
- R :
-
Ratio (τu)test/(τu)calculated
- V u :
-
Ultimate Shear Force(N)
- s :
-
Spacing of shear reinforcement (mm)
- α:
-
Angle of inclined shear reinforcement (deg)
- μ:
-
Percentage of tension reinforcement=100A s/bd(%)
- σ u :
-
Ultimate shear stress (N mm−2)
- (σ u)calc :
-
Calculated ultimate shear stress (N mm−2)
- (σ u)test :
-
Experimental ultimate shear stress (N mm−2)
References
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Aroni, S. Shear strength of reinforced aerated concrete beams with shear reinforcement. Materials and Structures 23, 217–222 (1990). https://doi.org/10.1007/BF02473021
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02473021