Determination of size effect on reinforced concrete beams failing in shear by nonlinear finite element analysis

The present work is focused on the study of size effect in slender reinforced concrete beams. This phenomenon is studied by means of nonlinear finite element analysis using an available commercial software. An experimental campaign available in literature is used to calibrate the numerical models. Three specimens with height 300, 2000 and 4000 mm are studied. The main features concerning the modelling of the shear transfer mechanisms are presented. Good agreement with the experimental results is obtained, concerning not only the ultimate load but also the ultimate displacements, the cracked stiffness and the crack pattern. Shear retention factor and the definition of the crack bandwidth demonstrate to be crucial. Finally, size effect phenomenon is well captured by the present numerical model. The size effect predictions made by the numerical model, the use of the international codes and the experimental data are compared.

Il seguente elaborato riguarda lo studio dell’effetto scala in travi snelle in calcestruzzo armato. Tale fenomeno viene studiato mediante analisi non lineare con l’ausilio del codice di calcolo DIANA. I modelli numerici vengono validati sulla base dei risultati di una campagna sperimentale disponibili in letteratura. I risultati fanno riferimento a tre travi di altezza 300, 2000 e 4000 mm. Il confronto mostra una buona accuratezza dei risultati numerici in termini di capacità portante, spostamenti a collasso, rigidezza in regime fessurato e quadro fessurativo. Fattori cruciali ai fini della modellazione sono la corretta definizione dello spessore della banda di fessurazione e la riduzione della rigidezza a taglio associata alla fessurazione (shear retention factor). L’effetto scala risulta inoltre ben riprodotto dai risultati numerici, che vengono discussi tenendo conto dei modelli normativi e dei dati sperimentali.