Geri Dön

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

PDF İndir

  1. Tez No: 406258
  2. Yazar: HEBA AL-AZZAWİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ESRA METE GÜNEYİSİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Sonlu elemanlar yöntemi, Betonarme kiriş, Çelik lif, Çelik plaka, Güçlendirme, Finite element method, Reinforced concrete beam, Steel fiber, Steel plate, Strengthening
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gaziantep 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 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

  1. Tez No

    518027

    Çeşitli fiber katkılı polimerlerle güçlendirilmiş betonarme kirişlerin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi ve analizi

    Modeling and analysis of strengthened reinforced concrete beams with fiber additive polymers by finite element method

    NASİBE İNKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP FIRAT ALEMDAR

  2. Tez No

    621556

    İki betonarme binada bağ kirişleri etkisinin operayonel modal analiz ve sonlu eleman yöntemleriyle belirlenmesi

    Determination of the effects of coupled beams in two reinforced concrete buildings by using operational modal analysis and finite element methods

    TOLGA AKBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    İnşaat MühendisliğiMaltepe Üniversitesi

    Deprem ve Yapı Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SEYİT ÇERİBAŞI

    DOÇ. DR. FUAT ARAS

  3. Tez No

    676028

    Finite element modeling of prestressed reinforced concrete haunched beams

    Öngermeli prizmatik olmayan betonarme kirişlerin sonlu eleman modellemesi

    İSMAİL ÖZOĞUL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET EREN GÜLŞAN

  4. Tez No

    166896

    A numerical procedure for the nonlinear analysis of reinforced concrete frames with infill walls

    Dolgu duvarlı betonarme çerçevelerin doğrusal olmayan analizi için sayısal bir yöntem

    MURAT EFE GÜNEY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA UĞUR POLAT

  5. Tez No

    798830

    Improving and modelling the flexural analysis of indeterminate reinforced concrete beams

    Belirsiz betonarme kirişlerin eğme analizinin iyileştirilmesi ve modellenmesi

    ZAHRAA QASIM ABBAS ALSNGAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    İnşaat MühendisliğiAltınbaş Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUNCER ÇELİK

Geri Dön