Finite element modeling and analysis of reinforced concrete beams with steel fiber and steel plate
Çelik lifli ve çelik plakalı betonarme kirişlerin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi ve analizi
- Tez No: 406258
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ESRA METE GÜNEYİSİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sonlu elemanlar yöntemi, Betonarme kiriş, Çelik lif, Çelik plaka, Güçlendirme, Finite element method, Reinforced concrete beam, Steel fiber, Steel plate, Strengthening
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, ANSYS sonlu elemanlar programı kullanılarak farklı özelliklere sahip gerçek boyuttaki betonarme kirişlerin yapısal davranışlarını modellemek ve değerlendirmek için nümerik bir analiz yapılmıştır. Bunun için, öncelikle 6.5 m açıklığında referans bir kiriş tasarlanmıştır. Daha sonra, betonarme kirişin yapısal performansını iyileştirmek için iki durum düşünülmüştür. İlk durumda, betonarme kirişlerde çelik lif kullanımı dikkate alınmıştır. Üç farklı hacimsel oranında (%0.5, %1.0 ve %2.0) çelik lif etkisi incelenmiştir. İkinci durumda ise, kirişin çekme yüzeyine epoksi ile çelik plaka yapıştırılarak güçlendirilmesi göz önünde bulundurulmuştur. Çeşitli kalınlıktaki çelik plakalar (1, 2 ve 3 mm) bu durumda kullanılmıştır. Bütün kirişler üç noktalı eğilme deneyine tabii tutulmuştur. Betonun lineer olmayan davranışının modellenmesinde üç boyutlu (3D) katı eleman kullanılmıştır. Çelik donatı çubukları elasto-plastik davranışlı bağlantı elemanları olarak modellenirken, beton ile çelik arasında mükemmel bağ olduğu varsayılmıştır. Betonarme kirişi güçlendirmek için kullanılan çelik plaka, aralarında özel bağlantı yüzeyi kullanılarak kirişin alt yüzeyine bağlanan düz kabuk eleman olarak modellenmiştir. Çelik lifler, beton elemanının geometrisine bağlı olarak beton içinde saklı küçük güçlendirme birimleri olarak düşünülmüştür. Araştırmada, mevcut modellerin verimliliği önceki deneysel sonuçlarla kıyaslanarak ölçülmüştür.Yük-deplasman ilişkisini tahmin eden model ile deneysel sonuçlar arasında iyi bir uyumun olduğunu araştırma sonuçları göstermiştir. Ayrıca, geleneksel betonarme kirişi güçlendirmek için kullanılan çelik plaka özellikle çelik plaka kalınlığı 3 mm olarak seçildiğinde, nihai yük taşıma kapasitesini ve betonarme kirişlerin rijitliğini çelik lif kullanılan durumlardan daha fazla artırmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, a numerical analysis was carried out by using ANSYS finite element software to model and evaluate the structural behavior of full-size reinforced concrete (RC) beams having different properties. For this, a reference beam having a span length of 6.5 m was designed. Then, two cases were considered to enhance the structural performance of the RC beam. In the first case, the use of steel fiber in RC beam was taken account. Three steel fiber volume fractions (0.5, 1.0, and 2.0%) were investigated. In the second case, the bonding of steel plate to the tension face of the beam by adhesive resin was considered. Various thicknesses of steel plate (1, 2, and 3 mm) was utilized in this case. All beams were subjected to a three-point bending test. The nonlinear property was modeled for the concrete using three-dimensional (3D) solid element. The steel reinforcing bars were modeled as linkage elements with elasto-plastic behavior and perfect bond between concrete element and steel bar was assumed. The steel plate used for strengthening RC beam was modeled as a plane shell element connected to the lower concrete surface by using special contact surface between them. The steel fibers were considered as small units of reinforcement embedded in concrete based on the geometry of the concrete element. The efficiency of the current models was measured by comparing the results with previous experimental results. A good agreement was found between the model predictions for the load-deflection relation and experimental results. Besides, the use of steel plate for strengthening conventional RC beam significantly increased the ultimate load carrying capacity as well as the stiffness of the beam more than that of the steel fiber cases, especially when a steel plate thickness was chosen as 3 mm.
Benzer Tezler
- Finite element analysis of structures with non-prismatic members
Başlık çevirisi yok
NASREDDİN EL-MEZAİNİ
- Nonlinear analysis of cracked reinforced concrete
Başlık çevirisi yok
LUTFY A. AHMED
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ KARAKOÇ
- Numerical modelling of inelastic behavior of reinforced concrete elements considering cracks and bond
Başlık çevirisi yok
AHMET MURAT TÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ KARAKOÇ
- Coupled shear walls with slitted connecting beams
Kirişleri uçlarından derzli delikli perde duvarlar
ERDEM DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1995
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERGİN ÇITIPITIOĞLU
- Betonun Mod I durumundaki göçmesine agrega konsantrasyonunun etkisi
Başlık çevirisi yok
A. FERHAT SARISU
- Strengthening of reinforced concrete beams by externally banded plates
Betonarme kirişlerin epoksiyle yapıştırılan çelik plakalarla güçlendirilmesi
ASUMAN ÖZALTAY
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANVİR S. WASTİ
