Revised formula for predicting the long-term deflection multiplier of normal and high strength concrete

Abstract

Abstract High strength concrete (HSC) has found many applications in civil engineering structures such as in high-rise buildings, and bridges. The mechanical properties of HSC are sometimes different than of normal strength concrete (NSC). In particular, HSC possess lower creep strains compared to NSC. As a result, members constructed using HSC have been found to deflect less under sustained long-term loads. However, formulas used by current codes of practice such as ACI (318) code and Australian standard (AS-3600) for predicting the long-term deflections don’t account for effects of HSC. This study aims to present a theoretical formula to calculate the long-term deflections for reinforced concrete beams made from NSC and HSC, taking into account the influence of HSC. The formula was derived from curve fitting analysis of long-term deflections obtained from several experimental tests available in literature. The presented equation considers the effects of several factors, such as compressive strength of concrete, and reinforcement at compressive zone, found in the experiments to have a significant impact on long-term deflections. The results of the equation were compared with experimental results of other researchers, and a good agreement was obtained. Following a parametric study, the long-term deflections were found to decrease to about 50% when increasing the concrete’s compressive strength from 20 to 100 MPa. The compressive steel reinforcement was found less effective in the case of HSC.Resumo El hormigón de alta resistencia (HSC) ha encontrado muchas aplicaciones en estructuras de ingeniería civil, como en edificios de gran altura y puentes. Las propiedades mecánicas de HSC son a veces diferentes de hormigón de fuerza normal (NSC). En particular, HSC posee cepas de fluencia más bajas en comparación con la NSC. Como resultado, los miembros construidos con HSC se han encontrado para desviar menos bajo cargas sostenidas a largo plazo. Sin embargo, las fórmulas utilizadas por los códigos de práctica actuales, como el código ACI (318) y el estándar australiano (AS-3600) para predecir las desviaciones a largo plazo, no tienen en cuenta los efectos de HSC. Este estudio tiene como objetivo presentar una fórmula teórica para calcular las deflexiones a largo plazo para vigas de hormigón armado hechas de NSC y HSC, teniendo en cuenta la influencia de HSC. La fórmula se derivó del análisis de ajuste de curvas de las deflexiones a largo plazo obtenidos de varias pruebas experimentales disponibles en la literatura. La ecuación presentada considera los efectos de varios factores, como la resistencia a la compresión del hormigón, y el refuerzo en la zona de compresión, que se encuentra en los experimentos para tener un impacto significativo en las deflexiones a largo plazo. Los resultados de la ecuación se compararon con los resultados experimentales de otros investigadores, y se obtuvo un buen acuerdo. Después de un estudio paramétrico, se descubrió que las deflexiones a largo plazo disminuían a aproximadamente 50% cuando aumentaba la resistencia a la compresión del hormigón de 20 a 100 MPa. El refuerzo de acero compresivo se encontró menos eficaz en el caso de HSC.