Experimental study of splitting and flexural cracks in a RC beam with overlapped splices: Fid-Bau Portal

Experimental study of splitting and flexural cracks in a RC beam with overlapped splices

Plizzari, Giovanni A. / Marchina, Egidio / Giuriani, Ezio

Abstract Abeam length containing two 50-cm long overlapping splices under constant bending moment is experimentally investigated with the following objectives: examine flexural and splitting crack openings along the splice length; determine the splice strength; study the effective stiffness of the beam length containing the splice, especially during the cracked stage. The results show that: The splitting crack opening varies along the overlapping length and assumes a maximum value at the splice end where the slips reaches its highest value. Also, the splitting crack opening on concrete surfaces depends on the concrete cover of the overlapped bars. The splitting crack opening outside the overlapping length, where the stirrups are placed at a larger distance, was bigger than that inside, and, under service loads, reached a value of 0.1 mm which was about half of the flexural crack opening. This underlines the importance of transverse reinforcement to limit the splitting crack opening, even outside the splice. The flexural cracks formed at the splice ends had a crack width larger than twice the value of the flexural cracks developed within the splice. The specimen failed because of the collapse of the overlapping splice which was provoked by concrete splitting. In fact, at the ultimate moment, a sudden increase of the splitting crack opening occurred over the whole splice.

Résumé Une poutre en béton renforcé de barres assemblées par recourvement (longueur du joint 50 cm) et soumise à un moment fléchissant constant, a été chargée jusqu'à la rupture avec les objectifs suivants: examiner la fissuration transversale et longitudinale le long de l'assemblage, déterminer la résistance maximale de l'assemblage, étudier la rigidité effective de la poutre le long du joint de recouvrement, en particulier pendant la phase de propagation des fissures. Les résultats ont permis d'élucider les points suivants: L'ouverture de fissures longitudinales varie le long de l'assemblage et a une valeur maximale aux extrémités du recouvrement, là où le glissement de chaque barre du joint atteint sa valeur maximale. En outre, l'ouverture de fissures dues au fendage, sur la superficie extérieure du béton, dépend de l'épaisseur de l'enrobage des armatures. L'ouverture de fissures longitudinales au-delà des extrémités de la zone de recouvrement (où les étriers sont très espacés) est supérieure à l'ouverture le long du recouvrement, et sous l'action des charges de service elle atteint 0,1 mm, ce qui correspond environ à la moitié de l'ouverture des fissures due à la flexion. Ces faits confirment l'importance de l'armature transversale pour limiter l'ouverture des fissures dues au fendage du béton, même en dehors de la zone de recouvrement. Les fissures dues à la flexion, qui se sont formées aux extrémités du recouvrement des armatures, sont beaucoup plus ouvertes que les fissures formées entre les extrémités de l'assemblage par recouvrement. À la fin de l'essai, la ruine de la poutre a été provoquée par l'affaissement du joint par recouvrement, à cause du fendage du béton enrobant les barres. En effet, en se rapprochant de la charge maximale, on a remarqué une augmentation soudaine de l'ouverture des fissures longitudinales localisées le long de la zone de recouvrement.