Compressive Behavior of Steel-Fiber Reinforced Concrete in Annex L of New Eurocode 2

Gonzalo Ruiz; Ángel De La Rosa; Elisa Poveda; Riccardo Zanon; Markus Schäfer; Sébastien Wolf

doi:10.33586/hya.2022.3092

Gonzalo Ruiz https://orcid.org/0000-0002-0352-0701
Ángel De La Rosa Universidad de Castilla-La Mancha
Elisa Poveda Universidad de Castilla-La Mancha
Riccardo Zanon Universidad de Luxemburgo
Markus Schäfer Universidad de Luxemburgo
Sébastien Wolf ArcelorMittal Fibres

DOI: https://doi.org/10.33586/hya.2022.3092

Keywords: Compressive model for SFRC in Annex L of Eurocode 2, Combined compression/flexural classification for any SFRC, Relevant strains for ULS calculation, Impact of the ductility and toughness enhancement of composite steel-SFRC sections on Eurocode 4

Abstract

This paper describes the model for the compressive stress-strain behavior of steel fiber-reinforced concrete (SFRC) in Annex L of the new Eurocode 2 (version 2022-05, EC2), developed within CEN TC250/SC2/WG1/TG2 – Fiber reinforced concrete. The model uses functions obtained from correlations with an extensive database comprised of 197 well-documented SFRC compressive tests and 484 flexural tests. We detailedly explain the model and derive the strain values for the parabola-rectangle model for ULS of SFRC in Annex L. In addition, we also use the model and the correlations with the database to provide a link between the compressive and the flexural performance classes in EC2, which allows a complete definition of any particular SFRC. Likewise, we derive parabola-rectangle strain values for each flexural performance class, which is mainly advantageous for the stronger flexural classes. Finally, we give an example showing the enhancement in strength and ductility of a composite steel-SFRC section endorsed with the new model, which results of 15% and 100%, respectively.

Author Biography

Gonzalo Ruiz

Ingeniero de Caminos (1989) y Doctor (1996) por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Premio extraodinario de doctorado por la UPM. En 1999 se incorpora a la Escuela de Caminos de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) en Ciudad Real después de hacer una estancia de investigación en el California Institute of Technology durante los años 1998 y 1999.

Lidera el Grupo de Mecánica de Materiales de la UCLM. Investigador especialista en mecánica avanzada de materiales de interés en ingeniería civil, especialmente fractura de hormigones avanzados —alta resistencia, hormigón con fibras— comportamiento dinámico y fatiga, con aproximación tanto experimental como numérica. En la actualidad el Grupo trabaja en las siguientes líneas: la caracterización de la vida en fatiga de hormigones avanzados por medio de modelos probabilistas, incluyendo aplicaciones tecnológicas; el análisis de la nucleación y propagación de daño y fractura en hormigón con fibras en régimen dinámico; la caracterización mecánica de bloques de tierra comprimida, que son una alternativa sostenible a la construcción con ladrillo convencional; y en el estudio de fractura y fragmentación por medio de métodos numéricos sin malla.

En su trabajo destacan también las actividades de innovación y transferencia. Es miembro fundador del Grupo Español de Fractura, SEIE-GEF; ha sido Secretario de la International Association of Fracture Mechanics for Concrete and Concrete Structures, IA-FraMCoS, (2010-2016) y es Tesorero de la European Society for Experimental Mechanics, EuraSEM. Es miembro del Comité CTN 140 de Aenor sobre la incorporación definitiva del Eurocódigo 2 en España y delegado en el Comité CEN TC250/SC2/WG1/TG2 que está redactando el anejo sobre hormigón con fibras del Eurocódigo 2. Ha sido Gestor del Área de Construcción (BIA) del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación (2009-2016). Es el director de la revista Hormigón y Acero, de la Asociación Española de Ingeniería Estructural.