CONTINUOUS REINFORCED CONCRETE HAUNCHED BEAMS DESIGNED TO FAIL IN SHEAR. PART 1: DESCRIPTION OF TEST SPECIMENS AND CYCLIC BEHAVIOR

Authors

  • Arturo Tena Colunga Universidad Autónoma Metropolitana
  • Luis Angel Urbina Californias Universidad Politécnica de Chimalhuacán
  • Hans I. Archundia Aranda Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco

DOI:

https://doi.org/10.18867/ris.97.451

Abstract

Research results and interpretations of the testing of five prototype continuous reinforced concrete beams (four haunched and one prismatic) designed to develop a shear failure under cyclic loading are presented. Subject beams were tested with minimum shear reinforcement. The studied haunched length is one-third the effective span of the beam. The considered angles of slope of haunch from horizontal vary from 0° (prismatic) to 10°. Cyclic tests were displacement-controlled, and two cycles at the same displacement were set in the displacement history which considers a geometrical increment of target displacements. Differences in the cyclic shear behavior of haunched beams with respect to prismatic beams were monitored in terms of cracking patterns, stiffness and strength degradation and energy dissipation. The obtained results from the cyclic testing in continuity conditions allow one to corroborate what it was observed in previous testing for simply supported beams: reinforced concrete haunched beams are more efficient than reinforced concrete prismatic beams, even when they fail in shear.

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Author Biographies

Arturo Tena Colunga, Universidad Autónoma Metropolitana

Profesor, Departamento de Materiales

Luis Angel Urbina Californias, Universidad Politécnica de Chimalhuacán

Profesor

Hans I. Archundia Aranda, Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco

Profesor, Departamento de Materiales

References

ACI-318-14 (2014), “Building code requirements for structural concrete (ACI-318-14) and commentary (ACI 318R-14)”, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, USA.

Aranda, J. I. (2015), “Estudio experimental del cortante en vigas acarteladas de concreto reforzado, con ángulos de 8° y 10° en cartela, construcción, instrumentación y demolición”, Proyectos Terminales I y II, Departamento de Materiales, Universidad Autónoma Metropolitana, septiembre.

Archundia, H. I. (2004), “Comportamiento a cortante de trabes acarteladas de concreto reforzado ante carga estática”, Tesis de Maestría, División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, mayo.

Archundia, H. I., A. Tena y O. M. González (2005), “Estudio experimental del cortante estático en trabes acarteladas de concreto reforzado”, Reporte de Investigación 453, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana, junio, ISBN 970-31-0491-6.

Archundia, H. I., A. Tena y O. M. González (2006), “Mecanismos de resistencia y deformación a cortante de trabes acarteladas de concreto reforzado”, Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras, Vol. 11, No. 1, pp. 1-23.

Archundia, H. I., A. Tena, A. Grande y O. M. González (2007), “Comportamiento cíclico de trabes acarteladas de concreto reforzado sin refuerzo transversal que fallan por cortante”, Revista de Ingeniería Sísmica, No. 76, pp. 89-112, enero-junio. DOI: https://doi.org/10.18867/ris-0.

Archundia-Aranda, H. I. y A. Tena-Colunga (2008), “Cyclic behavior of reinforced concrete haunched beams failing in shear”, Memorias, 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China, Artículo No. 12-01-0105, CD-ROM, octubre.

Archundia-Aranda, H. I., A. Tena-Colunga y A. Grande-Vega (2013), “Behavior of reinforced concrete haunched beams subjected to cyclic shear”, Engineering Structures, Vol. 49, pp. 27-42, http://dx.doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.10.037.

Archundia, H. I. (2013), “Recomendaciones de diseño a cortante de trabes acarteladas de concreto reforzado”, Tesis de Doctorado, División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, diciembre.

Archundia, H. I. y A. Tena (2015), “Diseño racional a cortante de trabes acarteladas de concreto reforzado”, Concreto y Cemento. Investigación y Desarrollo, Vol. 6, No. 2, pp. 2-29, junio.

Debaiky, S.Y. y E. I. El-Niema (1982), “Behavior and strength of reinforced concrete haunched beams in shear”, ACI Journal, Vol. 79, No.3, pp. 184-194.

Dilger, W.H. y P. Langorh (1997), “Shear design of haunched concrete box girders of the Confederation Bridge”, Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 24, No. 6, pp. 898-907. https://doi.org/10.1139/l97-075.

El-Niema, E.I. (1988), “Investigation of concrete haunched beams under shear”, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 4, pp. 917-930. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:4(917).

Grande, A. (2005), “Comportamiento a cortante de trabes acarteladas de concreto reforzado sujetas a cargas cíclicas”, Proyectos Terminales I y II, Departamento de Materiales, Universidad Autónoma Metropolitana, julio.

Grande, A. (2009), “Mecanismos de resistencia y deformación a cortante de trabes acarteladas de concreto reforzado sujetas a cargas cíclicas”, Tesis de Maestría, Posgrado en Ingeniería Estructural, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco, julio.

Hou, C., K. Matsumoto y J. Niwa (2015), “Shear failure mechanism of reinforced concrete haunched beams”, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Vol. 3, No. 1, pp. 230-245. http://doi.org/10.2208/journalofjsce.3.1_230.

López, E. (2011), “Diseño de los especímenes, cimbra, instrumentación y revisión del dispositivo de prueba de las trabes acarteladas continuas a ensayarse cíclicamente en la UAM-A”, Proyectos Terminales I y II, Departamento de Materiales, Universidad Autónoma Metropolitana, septiembre.

MacGregor, J. G. y J. K. Wight (2005), Reinforced concrete - mechanics and design, cuarta edición, Pearson-Prentice Hall, E.U.A.

MacLeod, I. A. y A. Houmsi (1994), “Shear strength of haunched beams without shear reinforcement”, ACI Structural Journal, Vol. 91, No.1, pp. 79-89.

Marti, P. (1985), “Basic tools of reinforced concrete beam design”, ACI Journal, Vol. 82, No. 1, pp. 46-56.

Mörsch, E. (1952), Teoría y práctica del hormigón armado, Tomo II, Gili, Argentina.

Nghiep, V.-H. (2011), “Shear design of straight and haunched concrete beams without stirrups”, Dissertation Doktor-Ingenieur (Tesis Doctoral), Technischen Universität Hamburg-Harburg, Hamburgo, Alemania.

Nielsen, M. P. (1999), Limit analysis and concrete plasticity, segunda edición, CRC Press, E.U.A.

Nilson, A. H. (1999), Diseño de estructuras de concreto, duodécima edición, McGraw-Hill, Colombia.

NTCC-04 (2004), “Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto”, Gaceta Oficial del Distrito Federal, México, octubre.

Park R. y T. Paulay (1997), Estructuras de concreto reforzado, novena reimpresión de la primera edición, Limusa, México.

Pérez-Caldentey, A., P. Padilla, A. Muttoni y M. Fernández-Ruiz (2012), “Effect of load distribution and variable depth on shear resistance of slender beams without stirrups”, ACI Structural Journal, Vol. 109, No. 5, pp. 595-604.

Stefanou, G. D. (1983), “Shear resistance for reinforced concrete beams with non-prismatic sections”, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 18, No. 3, pp. 643-667. https://doi.org/10.1016/0013-7944(83)90057-7.

Tena, A. (1993), “Recomendaciones para el detallado dúctil de trabes acarteladas de concreto reforzado ante sismos”, Memorias, X Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Puerto Vallarta, Jalisco, pp. 329-337, octubre.

Tena-Colunga, A. (1994), “Concerns regarding the seismic design of reinforced concrete haunched beams”, ACI Structural Journal, Vol. 90, No. 3, pp. 287-293, mayo-junio.

Tena-Colunga, A. (1996), “Stiffness formulation for nonprismatic beam elements”, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 122, No. 12, pp. 1484-1489, diciembre. http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1996)122:4(439).

Tena-Colunga, A., H. I. Archundia-Aranda, A. Grande-Vega y O. M. González-Cuevas (2007), “Cyclic shear behavior of reinforced concrete haunched beams”, Memorias, Ninth Canadian Conference on Earthquake Engineering (9CCEE), Ottawa, Canadá, CD-ROM, junio.

Tena-Colunga, A., H. I. Archundia-Aranda y O. M. González-Cuevas (2008), “Behavior of reinforced concrete haunched beams subjected to static shear loading”, Engineering Structures, Vol. 30, No. 2, pp. 478-492. doi:10.1016/j.engstruct.2007.04.017.

Tena, A., L. A. Urbina, H. I. Archundia y E. López (2014), “Comportamiento cíclico a cortante de trabes acarteladas de concreto reforzado continuas”, Memorias, XIX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural, Puerto Vallarta, Jalisco, CDROM, Artículo 10-13, pp. 1-28, noviembre.

Tena, A., L. A. Urbina y H. I. Archundia (2017), “Trabes acarteladas de concreto reforzado continuas diseñadas para fallar por cortante. Parte 2: Mecanismo de resistencia a cortante”, Revista de Ingeniería Sísmica, No. 97.

Urbina, L. A. (2013), “Comportamiento a cortante de trabes acarteladas continuas de concreto reforzado sujetas a cargas cíclicas”, Tesis de Maestría, Posgrado en Ingeniería Estructural, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco, diciembre.

Published

2018-01-04

How to Cite

Tena Colunga, A., Urbina Californias, L. A., & Archundia Aranda, H. I. (2018). CONTINUOUS REINFORCED CONCRETE HAUNCHED BEAMS DESIGNED TO FAIL IN SHEAR. PART 1: DESCRIPTION OF TEST SPECIMENS AND CYCLIC BEHAVIOR. Journal Earthquake Engineering, (97), 1–34. https://doi.org/10.18867/ris.97.451

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