Comparing moment redistribution in statically indeterminate reinforced concrete beams with and without corrosion

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The actual question of redistribution of moments in statically indeterminate reinforced concrete (RC) beams subjected to corrosion is considered. Statically indeterminate RC beams are widely used in various construction applications, and understanding how corrosion affects the redistribution of moments in such beams is important for assessing their load-bearing capacity and safety. Experimental and analytical methods are applied to study the effect of corrosion on the redistribution of moments in RC beams.Materials and methods. To carry out this investigation, a new technique was implemented to accelerate and control the corrosion process, applied according to the experimental programme. Four two-span reinforced concrete beams, both with and without induced corrosion, were subjected to bending moments in the experimental setup. The methods involved careful application of corrosion, and the experimental programme aimed to simulate real-world conditions.Results. The experimental results were compared for the beams with and without corrosion. The analysis revealed significant effects of corrosion on the redistribution of moments in statically indeterminate reinforced concrete beams. Furthermore, the degree of corrosion was found to be directly proportional to the increased redistribution of moments. Moreover, the proposed model can significantly determine the redistribution coefficient of moments in statically indeterminate RC beams.Conclusions. This study highlights the significant influence of corrosion on the redistribution of moments in statically indeterminate reinforced concrete beams. The results obtained show that as the corrosion percentage increases, there is a corresponding increase in the redistribution of moments. The results obtained can provide a basis for the development of future strategies to reduce the effects of corrosion on statically indeterminate reinforced concrete beams, thereby improving structural design and construction practices.

About the authors

A. G. Tamrazyan

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: tamrazian@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0569-4788

Yehia Ahmed Kotp Sayed

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: engyehia250@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3969-8111

References

  1. Тамразян А.Г., Орлова М.А. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов с трещинами // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 6 (53). С. 98–105. EDN VAVKYX.
  2. Истомин А.Д., Кудрявцев А.В. Работа статически неопределимых железобетонных элементов в условиях отрицательных температур // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 7. С. 51–55. EDN WHKJVP.
  3. Дудина И.В., Тамразян А.Г. Обеспечение качества сборных железобетонных конструкций на стадии изготовления // Жилищное строительство. 2001. № 3. С. 8–10. EDN UIZQDH.
  4. Tamrazyan A.G. The assessment of reliability of punching reinforced concrete beamless slabs under the influence of a concentrated force at high temperatures // Procedia Engineering. 2016. Vol. 153. Pp. 715–720. doi: 10.1016/j.proeng.2016.08.231
  5. Тамразян А.Г., Сайед Й.А.К. Влияние коррозии на поведение железобетонных балок // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения : мат. Междунар. академических чтений. 2021. С. 241–249. EDN ZFMGQV.
  6. Scott R.H., Whittle R.T. Moment redistribution effects in beams // Magazine of Concrete Research. 2005. Vol. 57. Issue 1. Pp. 9–20. doi: 10.1680/macr.57.1.9.57870
  7. Тамразян А.Г., Рашидов Б.Т. К уровню перераспределения моментов в статически неопределимых железобетонных балках // Строительство и реконструкция. 2018. № 6 (80). С. 14–21. EDN YSXCPB.
  8. Кальницкий А.А. Расчет статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий. М. : Стройиздат, 1970. 168 с.
  9. Черняева Р.П.К. определению границ перераспределения усилий при расчете статически неопределимых железобетонных балок по методу предельного равновесия // Строительство и реконструкция. 2014. № 1 (51). С. 41–45. EDN SQMATT.
  10. Zhu W., François R. Corrosion of the reinforcement and its influence on the residual structural performance of a 26-year-old corroded RC beam // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 51. Pp. 461–472. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.11.015
  11. Huang R., Yang C.C. Condition assessment of reinforced concrete beams relative to reinforcement corrosion // Cement and Concrete Composites. 1997. Vol. 19. Issue 2. Pp. 131–137. doi: 10.1016/s0958-9465(96)00050-9
  12. Dang V.H., François R. Influence of long-term corrosion in chloride environment on mechanical behaviour of RC beam // Engineering Structures. 2013. Vol. 48. Pp. 558–568. doi: 10.1016/j.engstruct.2012.09.021
  13. Du Y., Clark L.A., Chan A.H.C. Impact of reinforcement corrosion on ductile behavior of reinforced concrete beams // ACI Structural Journal. 2007. Vol. 104. Issue 3. doi: 10.14359/18618
  14. Zhang W., Zhang H., Gu X., Liu W. Structural behavior of corroded reinforced concrete beams under sustained loading // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 174. Pp. 675–683. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.145
  15. Fu C., Fang D., Ye H., Huang L., Wang J. Bond degradation of non-uniformly corroded steel rebars in concrete // Engineering Structures. 2021. Vol. 226. P. 111392. doi: 10.1016/j.engstruct.2020.111392
  16. Zhang R., Castel A., François R. Serviceability limit state criteria based on steel–concrete bond loss for corroded reinforced concrete in chloride environment // Materials and structures. 2009. Vol. 42. Issue 10. Pp. 1407–1421. doi: 10.1617/s11527-008-9460-0
  17. Тамразян А.Г., Сайед Й.А.К. Параметры, влияющие на перераспределение моментов в статически неопределимых железобетонных балках // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 6. С. 4–11. doi: 10.33622/0869-7019.2022.06.04-11. EDN GQJOZL.
  18. Tamrazyan A.G., Sayed Y.A.K. A practical model for moment redistribution in statically indeterminate RC beams // European Journal of Environmental and Civil Engineering. 2023. Vol. 27. Issue 4. Pp. 1503–1511. doi: 10.1080/19648189.2022.2086179
  19. Fernandez I., Herrador M.F., Marí A.R., Bairán J.M. Ultimate capacity of corroded statically indeterminate reinforced concrete members // International Journal of Concrete Structures and Materials. 2018. Vol. 12. Issue 1. doi: 10.1186/s40069-018-0297-9
  20. Feng R., Liu Y., Zhu J.H., Xing F. Flexural behaviour of C-FRCM strengthened corroded RC continuous beams // Composite Structures. 2020. Vol. 245. P. 112200. doi: 10.1016/j.compstruct.2020.112200
  21. Xia J., Jin W., Li L. Shear performance of reinforced concrete beams with corroded stirrups in chloride environment // Corrosion Science. 2011. Vol. 53. Issue 5. Pp. 1794–1805. doi: 10.1016/j.corsci.2011.01.058
  22. Shen J., Gao X., Li B., Du K., Jin R., Chen W. et al. Damage evolution of RC beams under simultaneous reinforcement corrosion and sustained load // Materials. 2019. Vol. 12. Issue 4. P. 627. doi: 10.3390/ma12040627

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».