Geri Dön

Nonlinear fiber modeling of steel-concrete partially composite beams with channel shear connectors

U profil kayma bağlantısı elemanları içeren çelik-beton kısmi kompozit kirişlerin doğrusal olmayan fiber metoduyla analizi

PDF İndir

  1. Tez No: 489578
  2. Yazar: ALPER ÖZTÜRK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ERAY BARAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmanın amacı, çelik ve beton kompozit kirişler için doğrusal olmayan fiber tabanlı bir sonlu eleman modeli geliştirmektir. Bu model, OpenSees programında halihazırda var olan sonlu eleman formülasyonları ve tek eksenli malzeme modelleri kullanarak geliştirilmiştir. Model beton döşeme ve çelik kiriş kısımlar için kiriş elemanlarından, arayüzde bulunan ve kayma bağlantılarını temsil eden elemanlar için ise sıfır uzunluklu bağlayıcı elemanlardan oluşmaktadır. Sayısal modelde kullanılan U-profil arayüz bağlantı elemanlarının tepkisi daha önce yapılan itme deneylerinin sonuçları baz alınarak oluşturulmuştur. Değişken kompozitlik oranına sahip olan sayısal modellerin güvenilirliği, daha önce yapılan kompozit kiriş testlerinin sonuçlarıyla doğrulanmıştır. Kompozit kirişlerin eğilme davranışları moment kapasitesi, rijitlik, kesit şekil değiştirmeleri ve arayüz kayması bakımından incelenmiştir. Kiriş uzunluğu boyunca ölçülen arayüz kayması davranışı da literatürde yer alan analitik sonuçlarla doğrulanmıştır. Betonun çatlaması ve ezilmesi, çeliğin basınç ve çekme altındaki akması gibi hasar oluşumlarının ilerleyişi ve bu hasarların kompozitlik derecesi ile ilişkisi çalışılmıştır. Sayısal modellerin tahmin ettiği davranış, hem tam kompozit kirişler hem de kısmi kompozit kirişler için, deneylerden elde edilen yük-sehim eğrileri ile örtüşmektedir. Ayrıca, sayısal modellerden elde edilen arayüz kayması değerleri hem analitik tahminlerle hem de deneysel olarak belirlenmiş arayüz kayması değerleri ile örtüşmektedir. Betonun çatlaması yüklemenin çok erken aşamalarında gözlemlenmiş olup kompozitlik oranından bağımsız olarak hızlı şekilde ilerlemiştir. Beton döşemenin çatlamasını, çelik kirişin çekme bölgesinde akmaya başlaması takip etmiştir. Tam kompozit kiriş modelleri için çelik kiriş modelinin alt bölgesinin akması, kısmi kompozit modellerle karşılaştırıldığında daha fazla olduğu görülmüştür. Kompozit kirişlerin yük-sehim eğrilerinin doğrusal davranıştan saptığı nokta, çelik kirişin alt başlığının tamamının aktığı duruma karşılık gelmektedir.

Özet (Çeviri)

The purpose of this study is to develop a nonlinear fiber-based finite element model of steel-concrete composite beams. The model was developed in OpenSees utilizing the available finite element formulations and the readily available uniaxial material constitutive relations. The model employed beam elements for the steel beam and the concrete slab, while zero-length connector elements were used for the steel-concrete interface. The channel shear connector response used in numerical models was based on the previously obtained experimental response from pushout tests. Accuracy of the numerical models in predicting the response of composite beams with varying degree of composite action was verified with the results of the previously conducted composite beam tests. The response of composite beams was studied in terms of moment capacity, stiffness, cross-sectional strains, and interface slip. The slip behavior through the beam length was also verified with the analytical solutions in the literature. Progression of damage due to cracking and crushing of concrete slab as well as tension and compression yielding of steel beam was studied in relation to the degree of composite action present. The numerically predicted response agreed well with the experimental results over the entire range of load-deflection curves for both the fully composite and partially composite beams. The numerical models were also able to accurately predict the interface slip between the steel beam and the concrete slab when compared to the experimentally determined slip values, as well as the closed-form slip predictions. Concrete cracking in slab was observed to start at very early stages of loading and progress very quickly irrespective of the degree of composite action. Concrete cracking was followed by the initiation of yielding at the bottom part of the steel beam. Yielding in the lower parts of the steel beam was observed to be more extensive in models with full composite action compared to the partially composite beams. The point that the initial portion of the load-deflection curve of composite beams deviates from linear response corresponded to the yielding of the entire bottom flange of steel beam.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    836705

    Effects of wrapping with fiber reinforced polymer materials on performance in reinforced concrete columns

    Betonarme kolonlarda lif takviyeli polimer malzemelerle sargılama performansına etkisi

    WALLAA SHINNO

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    İnşaat MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YUSUF SÜMER

  2. Tez No

    406258

    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

    HEBA AL-AZZAWİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA METE GÜNEYİSİ

  3. Tez No

    688795

    Parametric study of nonlinear finite element punching behavior of fiber-reinforced concrete slab

    Elyaf takviyeli beton levhaların doğrusal olmayan sonlu elemanlar delme davranışlarının parametrik çalışması

    RAYAN FAIZ HADI BOTO

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET TOLGA GÖĞÜŞ

    DR. MOHAMMED S. AL JAWAHERY

  4. Tez No

    812333

    Experimental investigation and numerical modeling of fiber reinforced concrete beams for different failure modes

    Farklı göçme modlarına sahip lifli betonarme kirişlerin deneysel incelenmesi ve sayısal modellenmesi

    MARWAN AL SAMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    İnşaat Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ALPER ÇANKAYA

  5. Tez No

    905303

    A preliminary trial for finite element modeling of waste steel fiber reinforced cementitious composites

    Atık çelik lif takviyeli çimento bazlı kompozitlerin sonlu elemanlar modellemesi için ön deneme

    MOHAMMADREZA PIRDAVARI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZKAN ŞENGÜL

Geri Dön