Flexural and Shear Behavior of Non-Prismatic Reinforced High Strength Concrete Beams with Openings and Strengthened with CFPR Products

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

This study presents an experimental and theoretical investigation of flexural and shear behavior of High Strength Twelve reinforced concrete non-prismatic beams with or without opening, strengthened by carbon fiber reinforced polymer (CFRP), tested as simply supported span subjected under two point loading .The openings in beams are frequently required to provide accessibility to accommodate essential service such as ducts and pipes. However, introducing an opening in non-prismatic reinforced concrete beams can cause an abrupt deterioration in the flexural and shear capacity due to stress concentration at the corners of the openings. This research presents an experimental and theoretical investigation for the use of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) as a strengthening technique to upgrade the non-prismatic reinforced concrete beam with openings.The experimental results showed that when non-prismatic beams are strengthened by carbon fiber bar, ultimate load is increased by (16% and 15%) for flexural and shear behavior respectively. Flexural behavior beams have openings where the ultimate load decreased by (11.2% and 33% ) for openings near support and openings near points load respectively, while for shear behavior beams have openings, in which the decrease in ultimate load is (3% and 10% ) for opening in neutral-axis and upper of neutral-axis respectively. When beams with openings are strengthened the ultimate load for flexural behavior beams is increased (23% to 35%), while shear behavior beam is increased (16% to 25%) compared with beams have opening. On the other hand, three dimensional finite element analysis was used. ANSYS computer program (version12, 2012) was utilized through this study. Full bond was assumed between the steel reinforcement and concrete. Brick element SOLID65 and SOLID45 was used to represent concrete element and steel plate, respectively. While LINK8 was used to represent steel reinforcement and CFRP bar and SHEEL41 was used to represent CFRP sheets. The comparison between the experimental and theoretical results showed reasonable agreement and asserted the validity of the numerical analysis and methodology developed in this study. Where the maximum difference between numerical and theoretical is 9.9% for ultimate load and 22% for deflection

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0cf14a07-4fdd-4a7d-8178-0bf1680683aa

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

998970_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

قوة القص والانحناء للعتبات الخرسانية المسلحة الموشورية عالية المقاومة الحاوية على فتحات ومقواه بألياف الكاربون البوليميرية

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"ريم عبد الرحيم نبات","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"مصطفى بلاسم داوود","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Flexural and Shear Behavior of Non-Prismatic Reinforced High Strength Concrete Beams with Openings and Strengthened with CFPR Products

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

هذه الدراسة تقدم التحريات العملية والنظرية لسلوك الانحناء والقص لـ 12 عتبًا من الأعتاب الموشورية المسلحة عالية المقاومة، مع أو بدون الفتحات، والمقواة باستخدام ألياف الكربون البوليمرية، والمفحوصة تحت فضاء بسيط الإسناد لنقطتي تحميل. تم استحداث الفتحات في الأعتاب الخرسانية لتجهيز الخدمات مثل قنوات التبريد والأنابيب، وعلى الرغم من ذلك، فإن تجهيز الأعتاب الخرسانية الموشورية بالفتحات يسبب تدهورًا مفاجئًا في سعة الانحناء والقص. يعود السبب في ذلك إلى تركيز الإجهاد في زوايا الفتحات. يتضمن هذا البحث دراسة عملية ونظرية لاستخدام ألياف الكربون البوليمرية لتقوية الأعتاب الخرسانية المستمرة الحاوية على فتحات. أظهرت النتائج العملية أن استخدام ألياف الكربون البوليمرية (CFRP bar) لتدعيم الأعتاب الخرسانية الموشورية له فعالية إيجابية على زيادة قابلية التحمل القصوى بنسبة 15 و16% لسلوك الانحناء والقص بالتناوب. أما سلوك الانحناء للأعتاب الحاوية على الفتحات فقد أدى إلى تقليل قابلية التحمل القصوى بنسبة 11.2 و33% للفتحات القريبة من نقطة الإسناد والفتحات القريبة من نقطة التحميل بالتناوب، بينما سلوك القص للعتبات الحاوية على الفتحات أدى إلى تقليل قابلية التحمل القصوى بنسبة 3 و10% للفتحات الموجودة في منطقة التعادل (neutral axis) وفوق منطقة التعادل بالتناوب. عند استخدام التقوية للعتبات الخرسانية الحاوية على فتحات، أدت إلى زيادة قابلية التحمل القصوى لسلوك الانحناء بنسبة 23 و35%، وللسلوك القص بنسبة 16 و25% مقارنة بالأعتاب الخرسانية الغير حاوية على الفتحات. من الجانب النظري، تم استخدام التحليل للاخطاء بواسطة عناصر ثلاثية الأبعاد لتحري أداء الأعتاب الخرسانية المسلحة المقواة بألياف الكربون البوليمرية باستخدام البرنامج الحاسوبي (ANSYS V.12)، وتم افتراض وجود ربط تام بين الخرسانة وحديد التسليح وكذلك بين الألياف الكربونية وسطح التماس للخرسانة. حيث استخدم (Solid65) و(Solid45) لتمثيل الخرسانة وصفائح الحديد على التوالي، بينما استخدم العنصر (Link8) لتمثيل حديد التسليح وألياف الكربون البوليمرية (CFRP bar)، والعنصر (Shell41) لتمثيل ألياف الكربون البوليمرية (CFRP sheet). أكّدت المقارنة بين النتائج العملية والنظرية صلاحية التحليل العددي بشكل واضح، حيث كانت النتائج معقولة. كان الفرق الأقصى بين نتائج العملي والنظري 9.9% للحمل الأقصى وكانت 22% لقيمة الهطول

كلمات الباحثين

Prismatic beams, Bending, Shear, Carbon fiber reinforced polymer, Numerical analysis, ANSYS

إشراف وإعداد

الإشراف

مصطفى بلاسم داوود

الإعداد

ريم عبد الرحيم نبات

الاقتباسات الببليوغرافية