Round-robin analysis of the RILEM TC 162-TDF beam-bending test: Part 2—Approximation of δ from the CMOD response: Fid-Bau Portal

Round-robin analysis of the RILEM TC 162-TDF beam-bending test: Part 2—Approximation of δ from the CMOD response

Barr, B. I. G. / Lee, M. M. / Place Hansen, E. J. / Dupont, D. / Erdem, E. / Schaerlaekens, S. / Schnütgen, B. / Stang, H. / Vandewalle, L.

Abstract

Abstract A round robin test programme was carried out using the beam-bending test recommended by RILEM TC 162-TDF [1]. The test programme included both plain and steel fibre reinforced concrete (SFRC) beams. A detailed analysis was carried out to investigate the influence of different test configurations on measurements of the crack mouth opening displacement (CMOD). Linear elastic fracture mechanics (LEFM) and non-linear fracture mechanics (NLFM) methods were utilised to investigate the problem analytically. From the analytical studies carried out, it is proposed that the CMOD should not be measured at a distance more than 5mm from the bottom fibre of the beam. A larger distance than 5mm will cause the deviation between the measured CMOD and the true CMOD to reach an unacceptable level. A simple rigid body model has been proposed to relate the CMOD to the mid-span deflection. The NLFM analysis and experimental results were compared for both the plain and SFRC beam results and it was found that results based on the basis of CMOD can be compared to those based on deflections, for practical purposes, using the simple rigid body model. The experimental results strongly suggest that the rigid body model could be effectively applied for all the types of materials tested in the round robin test programme. In addition it was found that the conversion from CMOD to the equivalent mid-span deflection, δc, revealed good agreement between the load-average mid-span deflection (P-δ) curve and the load-equivalent mid-span deflection (P-δ) curve especially for the SFRC specimens. It is proposed that the load-CMOD (P-CMOD) curve be used to calculate the proposed RILEM design parameters (as opposed to the P-δ curve) via the use of a correction factor determined using the simple rigid body model.

Résumé Un programme d'essais comparatifs entre laboratoires a été réalisé pour évaluer le test de poutre soumise à la flexion, comme prescrit par TC 162-TDF de la RILEM. Des poutres en béton normal et en béton de fibres métalliques (BFM) sont prises en compte dans le programme d'essais. Une étude détaillée a été effectuée pour examiner l'influence de différentes méthodes d'essai de mesures de l'ouverture d'orifice de fissure (OOF). La mécanique de fracture linéaire et non-linéaire a été utilisée pour examiner le problème d'une façon analytique. Sur base des études analytiques, on propose que l'OOF ne soit pas mesurée à une distance de plus de 5 mm de la base de la poutre. Au-delà de cette distance de 5 mm, la différence entre l'OOF mesurée et l'OOF véritable atteint un niveau inacceptable. Un modèle simple, basé sur des corps solides, est proposé pour estimer l'OOF à la flexion au centre de la poutre. L'analyse de la mécanique de fracture non-linéaire a été comparée avec les résultats expérimentaux pour les poutres en béton normal et en BFM. En pratique, on a constaté que les résultats basés sur l'OOF peuvent être comparés avec les résultats basés sur la déflexion, si on utilise un modèle, basé sur des corps solides. Les résultats suggèrent clairement que le modèle, basé sur des corps solides, puisse être appliqué sur tous les matériaux testés dans le programme des essais comparatifs. En plus, la conversion entre l'OOF et la déflexion équivalente au centre de la poutre (δc) a révélé une grande conformité entre le diagramme de la force en fonction de la déflexion moyenne au centre de la poutre et le diagramme de la force en fonction de la déflexion équivalente au centre de la poutre. Ceci est certainement le cas pour BFM. On propose que le diagramme de la force en fonction de l'OOF (contrairement au diagramme avec la force en fonction de la déflexion) soit utilisé pour le calcul des paramètres de dimensionnement, proposé par la RILEM. Pour ce faire, on peut utiliser un facteur de correction, déterminé par le modèle, basé sur des corps solides.