Shear in reinforced concrete slabs—Experimental investigations in the effective shear width of one‐way slabs under concentrated loads and with different degrees of rotational restraint

Abstract

The shear design of reinforced concrete (RC) slabs under concentrated loads calls for the definition of an effective width, which can be used to assess the slab's shear capacity. However, currently the shear strength and effective shear width of oneway RC slabs is only poorly investigated. Therefore, this paper presents the results of 34 shear tests on RC slabs and slab strips without shear reinforcement. To analyze the effective shear width, 0.5 m wide slab strips and slabs with a width of up to 3.5 m were tested under concentrated loads with different shear-span-to-depth ratios (varying between 1.4 and 5.4). While the slab strips were activated over their full width (beam action), the shear capacity of the wide slabs was significantly influenced by their effective shear width. To also clarify the impact of the structural system and the support conditions, the slabs were clamped at one end with different degrees of rotational restraint. Beginning with simply supported, single-span slabs, the rotational restraint was stepwise increased to 100% representing a fully clamped support. Further investigated parameters were the transverse reinforcement ratio and the arrangement of multiple loads. The resulting shear capacities of all tests are compared with code provisions of Eurocode 2. The results illustrate remarkable differences in the shear behavior of wide slabs and slab strips with predominant beam action. Besides the influence of the effective shear width, this paper analyzes the direct load transfer to supports via strut mechanisms (arching action). K E Y W O R D Sarching action, effective shear width, experimental investigations, reinforced concrete slabs, rotational restraint, shear

ANN-Based Shear Capacity of Steel Fiber-Reinforced Concrete Beams without Stirrups

“…To select input variables, we included a number of dimensionless values, such as the clear shear span to depth ratio a v /d, the reinforcement ratio ρ, and the fiber factor F. These inputs can take into account the combined effect of different parameters, and are more widely applicable since they are dimensionless. The factor a v /d is the clear span to depth ratio, which takes into account the enhancement of the shear capacity due to direct load transfer for loads close to the support [115,116]. In addition, the clear shear span a v , which is taken from the face of the loading plate to the face of the support, takes into account the dimensions of the support and the loading plate [117,118].…”

“…for loads close to the support, the capacity increases as a result of direct load transfer [115,116,142], 3.…”

Querkrafttragfähigkeit von Carbonbeton‐Plattenbrücken mit C‐förmiger Querkraftbewehrung

“…Während für die Biegebemessung von Carbonbeton mit getränkter textiler Bewehrung inzwischen praxistaugliche Bemessungsmodelle sowie ein Vorschlag für einen Teilsicherheitsbeiwert vorliegen [1][2][3], ist die Querkraft bei diesem innovativen Verbundwerkstoff weiterhin Gegenstand intensiver Forschung [4][5][6][7][8][9]. Die Diskussionen um die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbeton, die vorgeschlagene Änderung des Querkraftbemessungsmodells bei der Überarbeitung des Eurocode 2 [10,11] und die zahlreichen aktuellen Forschungsvorhaben [12][13][14][15][16][17][18][19][20][21]…”

“…Während für die Biegebemessung von Carbonbeton mit getränkter textiler Bewehrung inzwischen praxistaugliche Bemessungsmodelle sowie ein Vorschlag für einen Teilsicherheitsbeiwert vorliegen , ist die Querkraft bei diesem innovativen Verbundwerkstoff weiterhin Gegenstand intensiver Forschung . Die Diskussionen um die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbeton, die vorgeschlagene Änderung des Querkraftbemessungsmodells bei der Überarbeitung des Eurocode 2 und die zahlreichen aktuellen Forschungsvorhaben zeigen, dass es durchaus noch einige Jahre dauern kann, bis ein ausreichender Wissenstand und Konsens beim Thema Querkraft auch im Carbonbeton erreicht wird. Das Vorhaben C 3 ‐V‐I.14 im Rahmen des C 3 ‐Projekts widmet sich der Querkraftthematik für Carbonbeton grundlegend.…”

Querkrafttragfähigkeit carbonbewehrter Betonbauteile ohne Querkraftbewehrung

“…Trotz intensiver Untersuchungen in den vergangenen Jahrzehnten ist die Thematik der Querkrafttragfähigkeit von Betonbauteilen ohne Schubbewehrung immer noch Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten und nicht abschließend geklärt, vgl. . Durch das transversal isotrope Materialverhalten der FVK‐Bewehrung und die geringe Druck‐ und Scherfestigkeit senkrecht zur Faserrichtung kann eine direkte Übertragbarkeit der Tragmechanismen, insbesondere der Dübelwirkung, nicht ohne weitergehende Untersuchungen unterstellt werden, vgl.…”