Behavior of composite Girders Strengthened with CERP products

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Composite girders consisted of concrete deck slab connected with two steel I-beams by steel headed studs connectors is the scope of the present investigation. This type of construction is widely used in civil engineering projects especially in bridges. The present study aimed to investigate the structural behavior of such constructions. For this purpose the study was conducted by both experimental and theoretical parts.In the experimental part, nine models of composite section were constructed as test samples. The concrete deck slab was connected to the steel I-beams by headed steel studs welded to the top flanges of the steel I-beams. The test samples were designed to test and failed in flexure. The dimensions of the deck slab are (1000×2000×70mm: width×length×thickness), while the type of each I-beam is (IPE 140) with length of (2000 mm). Each test sample contains two steel I-beam; they were positioned at distance of (250 mm) from the width edges of the concrete slab.Eight of the nine samples were loaded monotically and one sample was tested with repeated load.The test samples were classified depending on the variable parameters into the following groups: (1) Control sample. (2) Distribution of shear connectors (two samples). (3) Number of shear connectors (one sample). (4) Type of loading (repeated load), (one sample). (5) Type of concrete reinforcements (CFRP bars), (one sample). (6) Strengthening by CFRP sheets (three samples).Three Push-out samples were constructed and tested to determine the properties and behavior of the studs. The behavior of the studs was conducted by getting load-slip curves. v In the theoretical part, the tested samples were numerically modeled and then analyzed using the finite elements method. The numerical models were carried out in three dimensions by software package (ANSYS 12.1, 2009).Verification for the numerical results was done by comparing them with the experimental results.A parametric study was done using verified numerical models to investigate the effect of the following: (1) Grade of concrete of the deck slab(35, 45, 55 (control sample), 65, 75) MPa. (2) Grade of steel of the I-beam(A36, A500/Gr.B, A529/Gr.50 (control sample), A913/70). (3) Number of shear connectors (9, 13, 19 (control sample), 37, 74) and case of full-bond between steel and concrete components. (4) Level of repeated load (46% (control sample), 65%, 80%) from the ultimate load.The results of the study indicate that the general trend in ultimate load is to increase with (increasing of shear connectors, strengthening with CFRP sheets, increasing compressive strength of concrete, increasing grade of the steel beams). However, the most effective parameter is the number of shear connectors.Strengthening bottom face of concrete slab and bottom face of the bottom flanges of the steel beams by CFRP sheets slightly increases the ultimate load values by without considerable enhancement in the deflection and slip values. The percentage difference of the ultimate load for the samples strengthened with CFRP sheets is (4-9) %.In addition to that the adopted finite element modeling in general overestimates the ultimate load in comparison with the experimental results. The deviation is only in the range from (0%) to (5.6%)

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

09c8629a-3abe-4831-8d8c-91b5cfab4fbe

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل دكتوراة

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

999445_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تصرف الروافد المركبة المقواة بمنتجات الألياف الكاربونية البوليمرية

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"ماجد عذاب جابر","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"نمير عبد الامير علوش","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Behavior of composite Girders Strengthened with CERP products

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

تختص الدراسة الحالية بموضوع الروافد المركبة (أو ذات المقطع المركب) والمؤلفة من بلاطة خرسانية مرتبطة بعتبتين من الفولاذ بمقطع على شكل حرف (I) بواسطة روابط قص على شكل براغي ذات رؤوس. يُستخدم هذا النوع من الإنشاءات بشكل واسع في مشاريع الهندسة المدنية وخصوصاً الجسور. تهدف الدراسة الحالية إلى تقصي التصرف الإنشائي لمثل هذه الإنشاءات، ولهذا الغرض فإن الدراسة أجريت من خلال كلا الجانبين العملي والنظري. تضمن الجانب العملي من البحث إنشاء تسعة نماذج ذات مقطع مركب لغرض الفحص المختبري، حيث يتألف النموذج من بلاطة خرسانية مرتبطة بعتبتين من الفولاذ بواسطة روابط قص تم تثبيتها بواسطة اللحام على السطح العلوي للشفة العليا لكل عتبة فولاذية. نماذج الفحص تم تصميمها للفحص والفشل بالانثناء. أبعاد البلاطة الخرسانية هي (1000×2000×70 مم: العرض×الطول×العمق)، وأبعاد كل عتبة فولاذية هي (142×2000 مم: العمق×الطول). يحتوي كل نموذج فحص على عتبتين من الفولاذ بمقطع (I)، وتم تثبيت كل عتبة على مسافة (250 مم) من حافتي عرض البلاطة الخرسانية. أُسند كل نموذج فحص بمسندين نوع (إسناد بسيط) خلال الفحص، وكان التحميل بواسطة خطين للحمل على عرض البلاطة الخرسانية. الفضاء لكل نموذج هو (1900 مم)، وخطي الحمل تم تسليطهما على مسافة (360 مم) قيست من كل مسند، وبذلك فإن خطي الحمل جزأ الفضاء إلى ثلاثة أقسام متساوية تقريباً. جميع النماذج تم فحصها تحت تأثير الحمل الستاتيكي ما عدا نموذج واحد تم تحميله بشكل تكراري. اعتماداً على المعاملات المتغيرة للدراسة الحالية، يمكن تصنيف نماذج الفحص إلى المجموعات التالية: (1) نموذج المقارنة. (2) توزيع روابط القص (نموذجان). (3) عدد روابط القص (نموذج واحد). (4) نوع الحمل، حمل تكراري (نموذج واحد). (5) نوع التسليح للبلاطة الخرسانية (قضبان ألياف الكربون) (نموذج واحد). (6) التقوية بألياف الكربون فايبر (ثلاثة نماذج). اعتمدت الفحوصات المختبرية القياسية للحصول على مواصفات المواد الإنشائية التي استخدمت في إنشاء نماذج الفحص للدراسة الحالية. ثلاث نماذج خاصة بفحص (push-out) تم إنشاؤها وفحصها لإيجاد مواصفات وتصرف روابط القص المستخدمة. تم تحديد تصرف الروابط من خلال تكوين منحنيات تبين العلاقة بين (الحمل) و(الانزلاق) الذي يحصل بين الخرسانة والفولاذ. في الجانب النظري من الدراسة، تم تمثيل وتحليل النماذج بشكل رقمي باستخدام طريقة العناصر المحددة. النماذج الرقمية تم تكوينها بثلاثة أبعاد باستخدام برنامج إلكتروني (أنسز 12.1، 2009). التحقق من نتائج التحليل الرقمي تم إجراؤه بواسطة المقارنة مع نتائج الفحوصات العملية. أُجريت أيضاً دراسة نظرية باستخدام الموديلات الرقمية والتي تم التحقق من نتائجها لغرض معرفة تأثير ما يلي: (1) درجة مقاومة الانضغاط للبلاطة الخرسانية. (2) درجة الفولاذ للجسور. (3) عدد روابط القص وحالة الربط التام بين البلاطة الخرسانية والجسور الفولاذية. (4) مستوى التحميل الدوري. نتائج الفحوصات العملية ونتائج الدراسة النظرية أظهرت أن أهم الاستنتاجات هي: إن الاتجاه العام لحمل الفشل هو الازدياد مع (زيادة عدد روابط القص، التقوية بالألياف الكربونية، زيادة درجة مقاومة الانضغاط للخرسانة، زيادة درجة الفولاذ للجسور الحديدية)، ومع ذلك فإن المتغير الأكثر تأثيراً هو عدد روابط القص. تقوية السطح السفلي للبلاطة الخرسانية يسبب زيادة في حمل الفشل لكن بدون تحسن واضح على نتائج الهطول والانزلاق. الموديلات الرقمية المعتمدة في الدراسة الحالية تعطي زيادة في حمل الفشل بالمقارنة مع نتائج الفحوصات المختبرية وبنسبة انحراف تتراوح ما بين (صفر) إلى (5.6%) فقط. ، التصرف الإنشائي.

كلمات الباحثين

Composite Beams, Shear Connectors, Finite Element Method (FEM), Carbon Fiber (CFRP), Structural Behavior.

إشراف وإعداد

الإشراف

نمير عبد الامير علوش

الإعداد

ماجد عذاب جابر

الاقتباسات الببليوغرافية