A direct method of viscoelastic analysis for ageing concrete: Fid-Bau Portal

A direct method of viscoelastic analysis for ageing concrete

Gamble, B. R. / Jordaan, I. J.

Abstract The paper outlines a direct method of linear creep analysis of ageing concrete structures based on the classical elastic-viscoelastic analogy. The method develops from a constitutive relationship which accounts for reversible and irreversible strain components. The reversible strains include the effects of ageing, and irreversibility due to both aging and applied stress is considered. The relationship between the components allows the time variables to be replaced by corresponding functions of the irreversible compliance: the integral equation representing the creep solution of many structure problems is then invariable in form and the elastic-viscoelastic analogy can be invoked. The effects of an immediate elastic modulus that varies with time may be analysed. The method compares favourably with other analyses requiring step-by-step computations in time, and with other available direct methods which lead to considerable errors for variable stress regimes or give only steady-state solutions.

Résumé On donne les grandes lignes d'une méthode directe d'analyse des constructions en béton où le vieillissement de celui-ci s'accomplit avec un fluage. On examine le problème de poser des relations de base uni- et pluri-axiales réalistes, en tenant compte des effects du vieillissement et de l'évolution des contraintes, pour utiliser ensuite cette relation dans une méthode d'anlyse directe. La relation de base qu'on développe ici comprend les composantes du fluage tant réversible qu'irréversible, telles qu'on les obtient par les essais de fluage et de recouvrance. On prend en compte les observations faites auparavant que les deux composantes progressent à des vitesses en relation, quels que soient l'âge, le moment de l'observation ou les contraintes antécédentes. Il en résulte que par une transformation non linéaire appropriée de l'échelle de temps, et le remplacement des variables de temps par des fonctions correspondantes de l'adaptation irréversible, il est possible d'obtenir un modèle réaliste de la déformation pluri-axiale du béton sous une forme essentiellement invariable par rapport au vieillissement. Ceci permet alors d'écrite sous une forme invariable l'équation intégrale qui traduit la solution de fluage de nombreux problèmes structuraux et de faire appel à l'analogie classique élastico-visco-élastique; on peut ensuite obtenir les solutions de fluage par une transformation inverse de Laplace d'une solution élastique correspondante. Etant donné qu'on a constaté expérimentalement que les adaptations de déformation totale aussi bien volumétriques que par distorsion sont proportionnelles à l'adaptation uni-axiale, la méthode peut servir à résoudre les problèmes en contrainte multiaxiale.