Energy dissipation-based approach to stochastic fatigue of concrete considering interacting time and temperature effects
Project goals
Resistance to cyclic loading is fundamental component of efficient and reliable structural design of traffic and power generation infrastructure made of concrete and reinforced concrete. Despite a remarkable progress in recent years made in modeling and characterizing the concrete fatigue behavior, many open questions remain that need to be fundamentally addressed in order to develop a deep and general insight into the phenomenology of concrete fatigue. In this research proposal, the thermodynamic-based multi-scale fatigue modeling platform jointly developed by the project partners is used as a springboard to address three crucial issues affecting the fatigue behavior of concrete: (1) stochastic nature of loading and heterogeneous material structure, (2) time- and rate-dependent material response, and (3) thermomechanical interaction of dissipative mechanisms with fatigue loading. The theoretical and numerical developments will be validated by a systematic experimental program. The developed characterization methods will provide the basis for improvement of engineering codes.
Keywords
FatiguefracturedamageinterfaceHelmholtz free energythermodynamic potentialheat generationtime-stepping algorithmdiscrete modelmicroplane modeldesign standardcyclic loadingexperiments
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
—
Call for proposals
—
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta stavební
Contest type
M2 - International cooperation
Contract ID
22-06684K
Alternative language
Project name in Czech
Stochastická únava betonu řešená přístupy založenými na disipaci energie s ohledem na vzájemné působení časových a teplotních účinků
Annotation in Czech
Odolnost vůči cyklickému zatížení je základním požadavkem pro hospodárný a spolehlivý návrh konstrukcí dopravní a energetické infrastruktury z betonu a železobetonu. Navzdory značnému pokroku v oblasti modelování a charakterizace únavového chování betonu zůstává mnoho otevřených otázek, které je třeba zodpovědět, aby bylo možné uceleně popsat fenomenologii únavy betonu. Základem bilaterálního projektu je společně vyvinutá víceškálová platforma pro modelování únavy postavená na principech termodynamiky. Teoretický rámec bude rozšířen o tři zásadní jevy ovlivňující únavové chování betonu: (1) stochastická povaha zatížení a heterogenní struktura materiálu, (2) odezva materiálu závislá na čase a rychlosti zatěžování a (3) termomechanická interakce s disipativními mechanismy únavového chování. Teoretický a numerický vývoj bude ověřen systematickým experimentálním programem. Vyvinuté charakterizační metody poskytnou základ pro zdokonalení inženýrských norem.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
20102 - Construction engineering, Municipal and structural engineering
OECD FORD - secondary branch
20101 - Civil engineering
OECD FORD - another secondary branch
—
GB - Agricultural machines and construction
JM - Structural engineering
JN - Civil engineering
Solution timeline
Realization period - beginning
Jul 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2025
Project status
K - Ending multi-year project
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GF-R
Data delivery date
Feb 21, 2025
Finance
Total approved costs
4,998 thou. CZK
Public financial support
4,998 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 998 CZK thou.
Public support
4 998 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Construction engineering, Municipal and structural engineering
Solution period
01. 07. 2022 - 31. 12. 2025