Experimental study of fracture of lightly reinforced concrete beams

The experimental program reported in this paper was planned to investigate the sensitivity of lightly reinforced concrete beams to size and to steel-to-concrete bond properties. Forty-eight micro-concrete reinforced beams were tested; these were of three different sizes, reinforced with various amounts of both smooth and ribbed wires. Unlike the tests found in the scientific literature, the material properties and the parameters that characterize the steel-concrete interaction were all obtained from independent tests. Likewise, experimental errors due to material heterogeneity or incorrect setup of the tests were minimized so as to ensure a high level of control during the execution of the program. The experimental results exhibit maximum load size effect and a strong dependence on bond-slip properties. Beams with a large cover show a secondary load peak between cover cracking and steel yielding, which provides a hint as to the role of the reinforcement cover in the cracking process.RésuméLe but du programme expérimental décrit dans cet article est de vérifier si les poutres de béton faiblement armé sont sensibles à la taille et à l'adhérence entre l'acier et le béton. 48 poutres en microbéton ont été essayées; les essais comprennent des poutres de trois tailles avec différents taux de renforcement de deux types: des barres lisses et des barres à haute adhérence. Contrairement à d'autres essais disponibles dans la littérature, les propriétés du béton, de l'acier et de l'adhérence entre les deux ont été obtenues par le biais d'essais indépendants. Par ailleurs, les erreurs d'origine expérimentale dues à l'hétérogénéité du matériau ou à l'exécution incorrecte des essais ont été réduites au minimum, grâce à un niveau élevé de contrôle pendant l'exécution du programme. Les résultats de l'expérience montrent un effet d'échelle et une dépendance élevée du niveau d'adhérence. Les poutres avec un plus grand recouvrement présentent un maximum de charge secondaire après le maximum correspondant à la fracture de l'enrobage et avant le maximum correspondant à la plastification de l'acier. Ce deuxième maximum donne une indication sur l'influence de l'enrobage dans le processus de fracture de la poutre faiblement armée.