Abstract This paper presents an experimental and analytical programme conducted on a total of seven reinforced concrete (RC) short beams, including one test at ambient temperature and six others at elevated temperatures. This study investigates experimentally the behaviour of RC short beams when subjected to elevated temperatures under the effect of shear-span-to-effective-depth (a/d) ratio and thermal-induced axial restraint. From the literature, this type of study on short beams has not been conducted before. It is experimentally shown that, for unrestrained short beams, as a/d increases, mid-span deflections at failure also increase and failure mode changes from diagonal splitting to shear tension. Besides, the influence of axial restraint on short beams is dependent on a/d ratio. For short beams of small a/d ratios (a/d ≤ 2.00), axial restraint increases mid-span deflections and flexural cracking, whereas it restrains deflections and shortens the failure duration of short beams with a/d ratio of 2.50. Furthermore, regardless of a/d, addition of axial restraint generally shifted the failure mode to a more brittle shear mode at elevated temperatures. Secondly, a simplified analytical model based on strut-and-tie-model (STM) is proposed and verified with test data to predict the performance of RC short beams at high temperatures. This model is applicable to both axially-restrained and unrestrained short beams subjected to elevated temperatures. The proposed STM is capable of providing consistently conservative and safe predictions of temperature profile, axial restraint force, load-carrying capacity and failure duration.

中文翻译：

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高温下钢筋混凝土短梁的试验和分析研究

摘要 本文介绍了对总共七根钢筋混凝土 (RC) 短梁进行的实验和分析程序，包括在环境温度下进行的一项测试和在高温下进行的六项测试。本研究通过实验研究了 RC 短梁在剪切跨距与有效深度 (a/d) 比和热致轴向约束的影响下承受高温时的行为。从文献来看，这种类型的短梁研究以前没有进行过。实验表明，对于无约束的短梁，随着 a/d 的增加，破坏时的跨中挠度也增加，破坏模式从对角分裂变为剪切张力。此外，轴向约束对短梁的影响取决于 a/d 比。对于小 a/d 比 (a/d ≤ 2.00) 的短光束，轴向约束增加了跨中挠度和弯曲开裂，而它限制了挠度并缩短了 a/d 比为 2.50 的短梁的破坏持续时间。此外，不管 a/d，增加轴向约束通常在升高的温度下将失效模式转变为更脆的剪切模式。其次，提出了一种基于支柱和拉杆模型（STM）的简化分析模型，并用测试数据进行了验证，以预测 RC 短梁在高温下的性能。该模型适用于承受高温的轴向约束和无约束短梁。拟议的 STM 能够对温度曲线、轴向约束力、承载能力和故障持续时间提供一致的保守和安全预测。而它抑制了挠度并缩短了 a/d 比为 2.50 的短梁的破坏持续时间。此外，不管 a/d，增加轴向约束通常在升高的温度下将失效模式转变为更脆的剪切模式。其次，提出了一种基于支柱和拉杆模型（STM）的简化分析模型，并用测试数据进行了验证，以预测 RC 短梁在高温下的性能。该模型适用于承受高温的轴向约束和无约束短梁。拟议的 STM 能够对温度曲线、轴向约束力、承载能力和故障持续时间提供一致的保守和安全预测。而它抑制了挠度并缩短了 a/d 比为 2.50 的短梁的破坏持续时间。此外，不管 a/d，增加轴向约束通常在升高的温度下将失效模式转变为更脆的剪切模式。其次，提出了一种基于支柱和拉杆模型（STM）的简化分析模型，并用测试数据进行了验证，以预测 RC 短梁在高温下的性能。该模型适用于承受高温的轴向约束和无约束短梁。拟议的 STM 能够对温度曲线、轴向约束力、承载能力和故障持续时间提供一致的保守和安全预测。不管 a/d，轴向约束的增加通常将失效模式转变为在升高的温度下更脆的剪切模式。其次，提出了一种基于支柱和拉杆模型（STM）的简化分析模型，并用测试数据进行了验证，以预测 RC 短梁在高温下的性能。该模型适用于承受高温的轴向约束和无约束短梁。拟议的 STM 能够对温度曲线、轴向约束力、承载能力和故障持续时间提供一致的保守和安全预测。不管 a/d，轴向约束的增加通常将失效模式转变为在升高的温度下更脆的剪切模式。其次，提出了一种基于支柱和拉杆模型（STM）的简化分析模型，并用测试数据进行了验证，以预测 RC 短梁在高温下的性能。该模型适用于承受高温的轴向约束和无约束短梁。拟议的 STM 能够对温度曲线、轴向约束力、承载能力和故障持续时间提供一致的保守和安全预测。提出了一种基于支柱和拉杆模型 (STM) 的简化分析模型，并用测试数据进行了验证，以预测 RC 短梁在高温下的性能。该模型适用于承受高温的轴向约束和无约束短梁。拟议的 STM 能够对温度曲线、轴向约束力、承载能力和故障持续时间提供一致的保守和安全预测。提出了一种基于支柱和拉杆模型 (STM) 的简化分析模型，并用测试数据进行了验证，以预测 RC 短梁在高温下的性能。该模型适用于承受高温的轴向约束和无约束短梁。拟议的 STM 能够对温度曲线、轴向约束力、承载能力和故障持续时间提供一致的保守和安全预测。