Influence of effective width of flange on calculation and reinforcement dimensioning of beam of reinforced concrete frame

Maciej Tomasz Solarczyk

maciej.solarczyk@pg.edu.pl
Department of Concrete Structures; Faculty of Civil and Environmental Engineering; Gdańsk University of Technology (Poland)
https://orcid.org/0000-0001-6070-0736

Abstract

The article analyses the impact of modeling the cross-section of two-nave and two-storey reinforced concrete frame with dimensions: 18.0 m × 32.0 m as a bars on the results of bending moments, the value of elastic deflection and dimensioning of reinforcement due to bending. Six options were considered: a beam as a rectangular section and five T-beam variants with different definition of effective flange width. The differences in obtained results were commented. Conclusions useful for the designing of reinforced concrete structures were presented. The procedure for determining the effective flange width in the context of PN-EN 1992-1-1:2008 and PN-B 03264:2002 standards with a commentary on the use of effective flange width in calculations and construction of reinforcement in reinforced concrete structures were described. Brief description of determining the reinforcement due to bending according to simplified method given in PN-EN 1992-1-1:2008 was presented. In addition, the standard formula for determining the minimum cross sectional area of reinforcement (9.1N) in PN-EN 1992-1-1:2008 with a proposal for its strict determination for the T-beam with a flange in the tensile zone was analyzed.


Keywords:

reinforced concrete structures, effective width of flange, minimum cross sectional area of reinforcement, PN-EN 1992-1-1:2008, PN-B 03264:2002

Ambroziak A., Kłosowski P., Autodesk Robot Structural Analysis Podstawy obliczeń. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2013.
  Google Scholar

Ambroziak A., Kłosowski P., Autodesk Robot Structural Analysis Wymiarowanie konstrukcji stalowych i żelbetowych. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2016.
  Google Scholar

Solarczyk M. T., Ambroziak A. „Simplified method of applying loads to flat slab floor structural models”, in 2nd Baltic Conference for Students and Young Researchers BalCon 2018, Gdańsk, 2018. https://doi.org/10.1051/matecconf/201821903002
DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201821903002   Google Scholar

Starosolski W.: „Uwagi o obliczaniu belek w trakcie modelowania stropów płytowo-żebrowych”. Przegląd Budowlany, No. 9, p. 50-53.
  Google Scholar

Kossakowski P., „Inżynierski problem komputerowego modelowania pracy żelbetowej płyty dwuprzęsłowej z uwzględnieniem sprężystej podatności belki”, Przegląd Budowlany, No. 10, p. 19-24.
  Google Scholar

Kossakowski P., „Uwzględnienie wpływu sprężystej podatności belek w numerycznym modelowaniu stropów żelbetowych”. Przegląd Budowlany, No. 11, p. 24-31.
  Google Scholar

Godycki – Ćwirko T., Nagrodzka – Godycka K., Piotrkowski P., „Dome over the Gdynia seaport building”. Archives of Civil Engineering, issue 60, no. 2, pp. 223-239. https://doi.org/10.2478/ace-2014-0015
DOI: https://doi.org/10.2478/ace-2014-0015   Google Scholar

Nagrodzka – Godycka K., Godycki – Ćwirko T., Wojdak R., „Reinforced concrete thin wall dome after eighty years of operation in maritime climate environment”, Structural Concrete, issue 5, no. 17, pp. 710-717. https://doi.org/10.1002/suco.201500180
DOI: https://doi.org/10.1002/suco.201500180   Google Scholar

Wojdak R.: „Żelbetowa konstrukcja wsporcza zadaszenia stadionu na EURO 2012 w Gdańsku”. Inżynieria Morska i Geotechnika, No. 2 (2012), p. 125-134.
  Google Scholar

Ciesielczyk K., Szumigała M., Ścigałło J.: „The numerical analysis of the effective flange width in T-section reinforced concrete beams”, in Modern Building Materials, Structures and Techniques, MBMST 2016, Procedia Engineering, volume 172, 2017, pp. 178-185. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.047
DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.047   Google Scholar

PN-EN 1992-1-1:2008. Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
  Google Scholar

Knauff, M. Grzeszykowski, B. Golubińska, A., „Minimum reinforcement for crack width control in RC tensile elements”, Archives of Civil Engineering, issue 65, no. 1, pp. 111-128. http://doi.org/10.2478/ace-2019-0008
DOI: https://doi.org/10.2478/ace-2019-0008   Google Scholar

Knauff, M. Grzeszykowski, B. Golubińska, A. : „Minimum reinforcement for crack width control – design example”. Inżynieria i Budownictwo, annual 74, no. 5, 2018, pp. 232-236.
  Google Scholar

Knauff, M. Grzeszykowski, B. Golubińska, A., „Minimum reinforcement for crack width control in RC elements subjected to small eccentricity tension”. Inżynieria i Budownictwo, annual 74, no. 3, 2018, pp. 134-138.
  Google Scholar

Knauff, M. Golubińska, A., „Simple method for determining minimum reinforcement area to control cracking”. Inżynieria i Budownictwo, annual 69, no. 6, 2013, pp. 330-333.
  Google Scholar

Knauff M. et al., Podstawy projektowania konstrukcji żelbetowych i sprężonych według Eurokodu 2. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław, 2006.
  Google Scholar

PN-B 03264:2002. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statycznie i wymiarowanie.
  Google Scholar

Kargol W., Szerafin J., „The consequences of the choice of design standards for the use of material on the example of glued laminated roof beam”, Budownictwo i Architektura, vol. 8, no. 1, pp. 35-45. https://doi.org/10.35784/bud-arch.2256
DOI: https://doi.org/10.35784/bud-arch.2257   Google Scholar

PN-EN 1991-1-1:2004. Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-1: Oddziaływania ogólne Ciężar objętościowy, ciężar właściwy, obciążenia użytkowe w budynkach.
  Google Scholar

PN-EN 1990:2004. „Eurokod 0: Podstawy projektowania konstrukcji.”.
  Google Scholar

Knauff M., Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2012.
  Google Scholar

Łapko A., Jensen B. Ch., Podstawy projektowania i algorytmy obliczeń konstrukcji żelbetowych. Arkady, Warszawa, 2009.
  Google Scholar

Solarczyk M. T., „Szerokość rozwarcia rys w konstrukcjach żelbetowych według
  Google Scholar

PN-EN 1992-1-1:2008 oraz PN-B 03264:2002”, in Współczesne budownictwo w badaniach młodych naukowców, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2017.
  Google Scholar


Published
2021-06-02

Cited by

Solarczyk, M. T. (2021) “Influence of effective width of flange on calculation and reinforcement dimensioning of beam of reinforced concrete frame ”, Budownictwo i Architektura, 20(2), pp. 041–056. doi: 10.35784/bud-arch.818.

Authors

Maciej Tomasz Solarczyk 
maciej.solarczyk@pg.edu.pl
Department of Concrete Structures; Faculty of Civil and Environmental Engineering; Gdańsk University of Technology Poland
https://orcid.org/0000-0001-6070-0736

Statistics

Abstract views: 285
PDF downloads: 190 PDF downloads: 26 PDF downloads: 42


License

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Budownictwo i Architektura supports the open science program. The journal enables Open Access to their publications. Everyone can view, download and forward articles, provided that the terms of the license are respected.

Publishing of articles is possible after submitting a signed statement on the transfer of a license to the Journal.