به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "reinforced concrete beams" در نشریات گروه "عمران"

تکرار جستجوی کلیدواژه «reinforced concrete beams» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Amir Nazarinejad *

    In this article using the principles and relationships governing fracture mechanics and finite elements cracking in the first mode for reinforced concrete beams reinforced with FRP sheets are analyzed and modeled. In this method to simulate the crack in reinforced beams, the relations for determining the stress intensity coefficients with the presence of rebars and reinforcement sheets are developed. Here, it is assumed that a composite sheet is completely bound to the bottom surface of the beam under pure bending moment. In the proposed method beam components are divided into two categories, including components without cracks and components with cracks. In components without cracks, relations, equations, and the conventional stiffness matrix governing the beam are used, taking into account the changes in the moment of inertia caused by the presence of reinforcements and FRP sheets. In the finite component with a crack, the crack profile is simulated by creating a geometric defect in the beam section. So that the reduction in the hardness of the component with a crack is equivalent to the change in the dimensions of the discontinuity. Here, the changes in the hardness of the cracked component are calculated and presented as a function of the modified stress intensity coefficients. To ensure the correctness and accuracy of the presented method, all the analyzes are implemented in Abaqus software. The comparison of the obtained results shows that the presented method is a suitable method for the analysis of reinforced concrete structures resistant to cracking. So that it can be extended and developed for other models with proper accuracy. © 2017 Journals-Researchers. All rights reserved.

    Keywords: crack, reinforced concrete beams, FRP sheets, stress intensity coefficients, Abaqus software
  • محمد میرزایی فتح کوهی، فرزاد حاتمی برق*، حمیدرضا ربیعی فر
    در موضوع تحقیق بررسی اثر میلگرد و خاموت های ساخته شده از پلیمرهای مسلح شده با الیاف شیشه ای بر رفتار تیرهای بتن آرمه، تیر از مهمترین اعضای سازه های بتن آرمه بوده که به دلایل مختلفی، نیاز به استفاده از مواد و مصالح جدید دارد. یکی از راهکارهای افزایش مقاومت باربری تیرهای بتن آرمه، جایگزینی مصالح مصرفی با مواد جدید می باشد. میلگردهای پلیمری مسلح شده با الیاف (FRP) یکی از مصالح ساختمانی جدید می باشد که با وزنی کمتر و مقاومتی بیشتر نسبت به میلگردهای معمولی، می توانند علاوه بر کاهش هزینه های اجرایی بتن، سبب بهبود عملکرد آنها در مقابل ترکهای برشی گردد. در این مطالعه از میلگردهای FRP با الیاف شیشه (GFRP) جهت ساخت تیرهای بتنی با ابعاد مقطع 200 در 300 میلیمتر و طول 2000 میلیمتر استفاده شد. برای انجام آزمایش نیز از روش آزمایش بارگذاری چهار نقطه ای در آزمایشگاه استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از خاموتهای GFRP باعث افزایش مقاومت برشی و کاهش شکلپذیری تیرهای بتنی می شود.
    کلید واژگان: بتن, میلگرد, خاموت, تیرهای بتن آرمه, پلیمر مسلح شده با الیاف شیشه ای (GFRP)
    Alireza Mirzaei, Farzad Hatami *, Hamid Reza Rabieefar
    In this research paper about Investigation The Effect of Rebars and Joint Using Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) on The Reinforced Concrete Beams, (RCB) Beams are one of the important members of reinforced concrete which needs new materials due to several reasons. One of the significant measures to improve the bearing resistance (BR) is to substitute material used with novel one. Polymer reinforced fiber Rebars(PRFR) is one of the new material that has lower weight and high resistance than conventional steel rebars can reduce the fulfillment prices as well as enhance their performance of them against shear cracks. In this study, concrete beams with the dimension 200×300 mm and a length of 2000 mm were made using the FRP rebars with glass fiber (GFRP). The results showed that the use of GFRP joints increases the shear strength and reduces the ductility of concrete beams.Keywords: Conceret, Rebars, Joint, Reinforced concrete beams, Glass fiber reinforced polymer.
    Keywords: concrete, Rebars, Joint, Reinforced Concrete Beams, Glass fiber reinforced polymer
  • فواد مهاجری ناو*

    تیرهای بتنی مسلح در شرایط انهدام پیش رونده، تحت جابجایی های بسیار بزرگی قرار می گیرند که در شرایط معمول طراحی درنظر گرفته نمی شوند. در نتیجه مطالعات گسترده انجام شده در سال های اخیر، مکانیسم های قوسی فشاری و زنجیری به عناون عملکردهای اصلی در تیرهای بتنی مسلح برای مقاومت در برابر پیشرفت انهدام معرفی شده اند. گرچه مطالعات بسیار گسترده ای در رابطه با کیفیت رفتاری و شناخت مکانیسم های مقاومتی مذکور صورت گرفته، اما همچنان توسعه روش های مطمین جهت برآورد ظرفیت و مقاومت نهایی این اعضا در شرایط مذکور، مورد توجه محققان قرار دارد. لذا در مطالعه حاضر، یک روش تحلیلی ساده و کاربردی جهت تخمین ظرفیت نهایی قوسی فشاری تیرهای بتنی مسلح در شرایط جابجایی های بزرگ ناشی از انهدام پیش رونده توسعه یافته است. این روش که بر مبنای عملکرد قوسی در دال های بتن آرمه و محاسبه تحلیلی سختی جانبی سیستم سازه ای توسعه یافته، بدون نیاز به انجام فرآیند تکراری و مبتنی بر یک رویکرد یک بار اجرا، ظرفیت نهایی قوسی فشاری را بدست خواهد داد. توانایی روش مذکور بر مبنای بانک جامع اطلاعات آزمایشگاهی، شامل 99 مطالعه تجربی موجود در ادبیات فنی مورد ارزیابی قرار گرفته است. طبق مطالعه انجام شده، روش مذکور از توانایی مناسبی در تخمین ظرفیت قوسی تیرهای بتنی مسلح در شرایط جابجایی های بزرگ برخوردار است. حاکم بودن عملکرد خمشی در هنگام انهدام تیرهای بتنی و همچنین برقراری شرایط گیرداری معمول در اتصالات که منجر به افزایش غیرعادی سختی جانبی نشود (به عنوان مثال مقاوم سازی در محل اتصالات و اعضا نسبت به طراحی عادی صورت نگرفته باشد)، از جمله عواملی است که منجر به افزایش دقت روش پیشنهادی می گردد.

    کلید واژگان: تیر بتنی مسلح, انهدام پیش رونده, ظرفیت قوسی فشاری, جابجایی های بزرگ, ارزیابی تحلیلی
    Foad Mohajeri Nav *

    During the progressive collapse of structures, reinforced concrete (RC) beams must sustain large displacements which are not considered in usual design procedures. Regarding the extensive studies during the recent years, compressive arching and catenary actions are introduced as the main resistance mechanisms against progressive collapse. Despite the extensive studies, there is still a running debate on reliable estimation of the capacities and ultimate resistance of RC members against progressive collapse. Thus, in the present study, a simple and practical analytical method is developed to estimate the ultimate compressive arching capacity of RC beams under large displacements due to progressive collapse. The proposed method is developed based on the membrane action in RC slabs and analytical calculation of lateral stiffness of the structural system. Despite the available methods in the literature, the ultimate arching capacity of RC beams is obtained based on a single-stage procedure. The capability of the introduced method is evaluated utilizing a comprehensive laboratory database, including 99 experimental studies in the technical literature. According to the performed evaluations, the proposed method provides a reliable framework to estimate the arching capacity of reinforced concrete beams in large displacements. Any change in failure mode from flexural action to shear mechanism and increasing the rigidity of the connections leading to an improvement in lateral stiffness could reduce the accuracy of the proposed method.

    Keywords: Reinforced concrete beams, Progressive collapse, Large Displacement, Compressive arching action, analytical method
  • حمیدرضا چابکی، منصور قلعه نوی*، آرش کریمی پور، محسن خطیبی نیا

    حفظ محیط زیست و کاهش میزان مصالح دورریز در طبیعت از موضوعات بسیار مهم است. امروزه مسئله استفاده از مصالح بازیافتی حاصل از تخریب ساختمان های فرسوده و استفاده مجدد از این مصالح در ساخت بتن مورد توجه قرار گرفته است. در این بررسی اثر افزودن مصالح حاصل از تخریب ساختمان ها به عنوان سنگدانه در تهیه مخلوط بتن مطالعه شده است. در این بررسی 9 عدد تیر بتن مسلح به عرض مقطع 150 میلیمتر، ارتفاع 200 میلیمتر و طول 1500 میلیمتر ساخته شد. در ساخت نمونه ها از سنگدانه بازیافتی به ترتیب با مقدار 0% ، 50 % و 100% جایگزین سنگدانه طبیعی استفاده شده است. نمونه ها تحت انجام آزمایش خمش چهارنقطه ای استاتیکی بررسی شدند. هدف از انجام این آزمایش، بررسی رفتار برشی تیرهای ساخته شده از درصد مختلف سنگدانه بازیافتی با در نظر گرفتن اثر فاصله آرماتور عرضی است. تغییر مکان وسط تیر، نیروی برشی-تغییر مکان، نیروی برشی-کرنش و گسترش ترک های برشی از موارد مورد بررسی بوده است. از این رو، با بررسی نتایج به دست آمده از مطالعات آزمایشگاهی به بررسی رفتار برشی تیرهای بتن مسلح دارای سنگدانه بازیافتی پرداخته شده است. افزون بر این نتایج به دست آمده از ظرفیت برشی نمونه ها با روابط ارایه شده در آیین نامه CSA-A23، ACI318-08 و Eurocode 2 مقایسه شد. نتایج به دست آمده از این بررسی نشان می دهد که اختلاف قابل ملاحظه ای در رفتار برشی تیرهای ساخته شده از سنگدانه بازیافتی و طبیعی وجود دارد.

    کلید واژگان: ظرفیت برشی, تیرهای بتن مسلح, سنگدانه بازیافتی, ترک خوردگی, بارگذاری چهار نقطه ای
    Hamidreza Chaboki, Mansour Ghalehnovi *, Arash Karimipour, Mohsen Khatibinia

    Optimization and economization of processes and structures have been considered from time immemorial and many things have been done to achieve this goal. Protecting the environment and reducing the amount of waste material in nature is very important. Today, the problem of using recycled materials resulting from the destruction of buildings and the reuse of these materials in the construction of concrete has been considered. In this research, the shear behaviour of concrete beams manufactured with recycled coarse aggregate was studied. 9 concrete beams with a cross-section 150 mm wide and 200 mm high and a length of 1500 mm manufactured and tested. Recycled aggregate from building demolition was used at 0%, 50% and 100% mass replacement of natural aggregate. Specimens underwent a four-point bending test. In this test, the shear capacity, maximum deflection at the mid-span of the specimens and tension strain were measured. The determination of the shear behaviour of recycled aggregates concrete beams according to transverse reinforcement spacing was the aim of this study. The results were also compared with ACI, CSA and Eurocode 2 requirements. According to the test results, it was found that there is a significant difference in the shear behaviour of recycled and natural aggregate concrete beams

    Keywords: shear behaviour, Reinforced concrete beams, Recycled aggregate, Cracking, four-point bending
  • محمدرضا محمدی زاده*، فرناز اسفندنیا

    برآورد دقیق مقاومت برشی در تیرهای بتن مسلح یک موضوع اساسی در طراحی مهندسی است. با این حال، پیش بینی مقاومت برشی در این نوع تیرها دارای دقت بالایی نمی باشد. از جمله راهکارهایی که در سال های اخیر جهت ارایه یک مدل مناسب برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح پیشنهاد شده است، استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی (AI) می باشد. در این مطالعه قابلیت کاربرد الگوریتم های رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و استنتاج فازی عصبی (ANFIS) برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح بررسی گردید و نتایج حاصله با الگوریتم ANN و آیین نامه های موجود مقایسه شد. . برای این منظور دهانه برش، طول موثر تیر، عمق موثر، عرض مقطع، مقاومت فشاری 28 روزه بتن، تنش تسلیم آرماتورهای طولی، تنش تسلیم آرماتورهای عرضی، درصد آرماتور طولی و درصد آرماتورهای برشی بعنوان پارامترهای ورودی و مقاومت برشی تیر بتن مسلح بعنوان پارامتر خروجی انتخاب گردید. نتایج مطالعه نشان داد که الگوریتم های ANFIS و SVR با خطای مربع میانگین ریشه (RMSE) برابر با 015/0 و 09/0 مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح را با دقت بسیار زیادی پیش بینی می نمایند و از این جهت می توانند جایگزین مناسبی برای الگوریتم های زمانبر مانند ANN و روش های پرهزینه آزمایشگاهی باشند.

    کلید واژگان: مقاومت برشی, تیر بتن مسلح, Anfis, SVR
    MohammadReza Mohammadizadeh *, Farnaz Esfandnia

    The shear strength of reinforced concrete beams changes depending on the mechanical and geometrical parameters of the beam. Accurate estimation of shear strength in reinforced concrete beams is a fundamental issue in engineering design. However, the prediction of shear strength in these beams does not have very high accuracy. One of the strategies proposed in recent years to provide a suitable model for predicting shear strength of reinforced concrete beams is the use of artificial intelligence (AI) algorithms. In this investigation, the application of adaptive neural fuzzy inference system (ANFIS) and support vector regression (SVR) algorithms for predicting shear strength of reinforced concrete beams was studied and the results were compared with existing regulation. For this purpose, shear span, effective beam length, effective depth, cross-section width, 28-day compressive strength of concrete, yield stress of longitudinal reinforcements, yield stress of transverse reinforcements, percentage of longitudinal reinforcement and shear reinforcement percentage were selected as input parameters and shear strength of concrete beam as output. Using the k fold validation method, educational and test data were defined and based on these data, predictions were made. The results obtained from the prediction show that the mean square root error (RMSE) for ANFIS and SVR methods is 0.1514 and 0.0994, respectively. In general, it can be seen that both ANFIS and SVR algorithms predict the shear strength of reinforced concrete beams with great accuracy. Therefore, they can be a good alternative to time-consuming algorithms such as ANN and expensive laboratory methods.

    Keywords: shear strength, reinforced concrete beams, Anfis, SVR
  • M. Rezaiee Pajand*, A. Rezaiee Pajand, A. Karimipour, J. Mohebbi Najm Abad

    Reducing waste material plays an essential role for engineers in the current world. Nowadays, recycled materials are going to be used in order to manufacture concrete beams. Previous studies concluded that the currently proposed formulas to predict the flexural and shear behavior of the reinforced concrete beams were not appropriate for those manufactured by recycled materials. This study aims to employ the Particle Swarm Optimization Algorithm to suggest the flexural and shear performance of recycled material reinforced concrete beams. For this purpose, the previous experimental outcomes are utilized, and new equations are established to anticipate both flexural and shear behavior of the recycled material concrete beams. Consequently, all findings are compared with those achieved experimentally. The attained significances of this study show that the proposed formulas have high accuracy for the experimental data.

    Keywords: flexural resistance, shear strength, par, reinforced concrete beams, waste materials
  • Shear Performance of Steel Fiber Reinforced Concrete Beams Without Stirrups: Experimental Investigation
    A. Limam, H. Lequay, A. Bennani, B. Doucet-Ferru, W. S. A. Nana, TT.Bui

    Over the past century, a considerable amount of research has been conducted to study the brittle behavior of traditional concrete. Currently, fiber reinforcement material appears as an effective way to enhance general concrete performance under diverse loads. In the present study, an experimental investigation of the steel fibers’ effect on the bending behavior of concrete beams is performed. The main objectives were first to see whether the use of steel fibers allows the total substitution of traditional transverse reinforcement (stirrups) and second to examine the effect of a combination of steel fibers and longitudinal rebars. The experimental program includes four beam specimens of dimensions 1700 mm × 80 mm × 150 mm. The results show that the fiber volume fraction of 100 kg/m3 of uncoated steel fibers, which corresponds to 1.27% fiber volume fraction, can be used to replace the transverse reinforcement. Besides, the obtained results show that the combination of the steel fibers with longitudinal reinforcement is necessary to obtain a better resistance under bending.

    Keywords: Reinforced concrete beams, Steel fibers, High-strength concrete, Bending behavior
  • یاسر شریفی*، عادل مقبلی، مهدیه رحمتیان، خداداد مقبلی
    ارزیابی مقاومت نهایی برشی تیرهای بتن مسلح به دلیل فرضیات بسیار زیاد در براورد فرمول های ارائه شده در آیین نامه ها، یک موضوع بسیار مهم تلقی می شود. از طرفی محاسبه دقیق مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح هم در زمان طراحی و هم در موارد مقاوم سازی از مهم ترین پارامترها می باشد. مقایسه مقاومت برشی آزمایش های موجود و فرمول بندی ارائه شده توسط آیین نامه ها اختلاف زیادی را نشان می دهد. در مقاله حاضر مدل شبکه عصبی مصنوعی به صورت یک روش قابل اطمینان برای شبیه سازی و تعیین مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر توسعه داده شده است. بدین منظور تاثیر پارامترهای مختلف بر مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر از جمله عمق موثر، عرض تیر، دهانه ی برش، مقاومت تسلیم آرماتور برشی و کششی، مقاومت فشاری بتن و مقدار آرماتور برشی ارزیابی شده است. هم چنین مطالعه ای عددی با هدف تحلیل و بررسی پارامترهای مورد استفاده در شبکه انجام داده شده است. سرانجام یک رابطه تجربی با دقت مناسب برای تعیین مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی بدست آمده است و در نهایت نتایج بدست آمده با آیین نامه های معتبر دنیا مقایسه شده است. هم چنین مقایسه ی مقاومت برشی آزمایشگاهی با آیین نامه های مختلف و مدل پیشنهادی توسط شبکه های عصبی مصنوعی، نشان می دهد که مدل پیشنهاد شده از عملکرد مناسبی برخوردار است.
    کلید واژگان: تیرهای بتن مسلح لاغر, شبکه های عصبی مصنوعی, مقاومت (نهایی) برشی, آیین نامه ها
    Yasser Sharifi *, Adel Moghbeli, Mahdieh Rahmatian, Khodadad Moghbeli
    Predicting the shear capacity of reinforced concrete beams with a suitable accuracy is an essential issue for engineering applications, especially for the rehabilitation and design of such structures. It was found that there is a significant difference between experimental and existing code recommendations for shear capacity predictions. Shear capacity assessment of slender reinforced concrete beams in reason of several assumptions to equation developing is one of the most important issues. An artificial neural network has been developed as a reliable method to simulate and determine the shear capacity of slender concrete beams. For this purpose, the effects of several parameters on the shear strength of concrete beams were evaluated. Finally, an empirical formula with suitable accuracy was obtained to determine the shear strength of slender concrete beams. Experimental, code recommendations and model suggested by artificial neural networks for shear strength of concrete beams show that the model suggested by artificial neural networks gives more exact predictions.
    Keywords: Reinforced concrete beams, Artificial Neural Networks Shear strength Capacity, experimental, code recommendation
  • موسی مظلوم*، حامد کاظمی
    در این مطالعه به بررسی عددی رفتار تیرهای بتن آرمه با خاموت های دورپیچ مستطیلی تحت بارگذاری پیچشی پرداخته شده است. این مقاله آنالیز اجزاء محدود، شامل نتایج آزمایشگاهی 27 تیر بتنی دارای خاموت گذاری دورپیچ مستطیلی را ارائه می دهد، که در آن خاموت های دورپیچ مستطیلی دارای فواصل و زاویه ساق های قائم و افقی متفاوت می باشند و توسط نرم افزار آباکوس به روش تحلیل ضمنی Explicit صحت سنجی شده اند. شرایط محصورشدگی با تغییر در منحنی تنش کرنش بتن به تیرهای بتنی اعمال شده است. با توجه به نتایج مدل سازی، افزایش میزان آرماتور های عرضی با افزایش میزان محصورشدگی، باعث افزایش لنگر پیچشی حداکثر و شکل پذیری بیشتر تیر های بتنی شده است. استفاده از خاموتهای دورپیچ مستطیلی پیوسته در مقایسه با خاموتهای معمول، با درصد آرماتور های عرضی برابر به طور متوسط باعث افزایش 5 تا 35 درصدی لنگر پیچشی حداکثر می گردد. در خاموت های دورپیچ مستطیلی که زاویه ی بالای آنها صفر نیست برای زوایای مختلف، با درصد آرماتور عرضی برابر، افزایش زاویه بالایی، باعث افزایش زاویه کناری شده است که حاصل آن افزایش لنگر پیچشی حداکثر می باشد. این افزایش زاویه بالایی تا 20 درجه باعث افزایش لنگر پیچشی حداکثر و بیشتر از آن باعث کاهش لنگر فوق می گردد. بررسی نتایج حاصل از خاموت های دورپیچ مستطیلی که زاویه ی بالایی آنها صفر نیست و مقایسه آنها با حالتی که صفر می باشد، نشان می دهد که برای حالاتی که این زاویه کمتر از 14 درجه است، حداکثر لنگر پیچشی حاصل دارای اختلاف اندکی با حالت بدون زاویه است. حتی در برخی حالات، هنگامی که زاویه بالایی صفر است، لنگر پیچشی بیشتری حاصل می گردد. از لحاظ اجرایی هم استفاده از خاموت های دورپیچ با زاویه بالایی صفر درجه با توجه به سهولت ساخت و کاهش هزینه های تولید خاموت های دورپیچ، توصیه می گردد.
    کلید واژگان: تیر بتنی, خاموت دورپیچ مستطیلی, پیچش, اجزاء محدود, آباکوس
    Moosa Mazloom *, Hamed Kazemi
    In this numerical investigation, rectangular spiral reinforcement behavior have been examined. This article presents the finite element models of the experimental tests of 27 reinforced concrete beams that have rectangular spiral reinforcement with the distance of different vertical and horizontal leg angles. The explicit analyses have been verified the condition of confinement by changing in stress-strain curve of the reinforced concrete beams. According to the results of modeling, increasing the transverse reinforcement and improving in confinement advances the maximum torsion and more ductility of the concrete beams. Using continues rectangular spiral reinforcement in comparison with commonly used stirrups, with the same percentage of transverse reinforcement, improved the maximum torsion capacity from 5 to35%. In rectangular spiral reinforcement with various top angles, and the same percentage of the transverse reinforcement, increasing the top and side angles improves the maximum torsion. This improvement in torsion capacity is for the top angle of up to 20 degree. Exploring the results of rectangular spiral reinforcement that their top angles are not zero indicates that for the angles less than 14 degree, the results of maximum torsion have little deference with the ones having no top angle. Therefore, using rectangular spiral reinforcement with zero top angle is recommended. Its simple manufacturing and decreasing the cost of producing is considerable too.
    Keywords: Rectangular spiral reinforcement, reinforced concrete beams, Torsion, abaqus, Finite element
  • حمیدرضا چابکی، منصور قلعه نوی*، آرش کریمی پور
    در این بررسی اثر افزودن سنگدانه ی بدست آمده از تخریب ساختمان قدیمی در تهیه مخلوط بتن مطالعه شده است. هدف از انجام این بررسی تعیین رفتار خمشی، ظرفیت خمشی در تیرهای بتن مسلح ساخته شده از سنگدانه بازیافتی است. در ساخت نمونه های مورد نظر از سنگدانه بازیافتی به ترتیب با مقدار 0درصد، 50 درصد و 100 درصد جایگزین سنگدانه طبیعی استفاده شده است. نمونه ها تحت انجام آزمایش خمش چهارنقطه ای استاتیکی بررسی شدند و بعد از 28 روز عمل آوری آزمایش شدند. از این رو، با بررسی نتایج بدست آمده از مطالعات آزمایشگاهی به بررسی رفتار خمشی تیرهای بتن مسلح دارای سنگدانه بازیافتی پرداخته شده است. افزون بر این نتایج بدست آمده با روابط ارائه شده توسط آیین نامه ACI318، CSA و EuroCode2 مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این بررسی نشان می دهد. با افزودن نسبت جایگزین سنگدانه بازیافتی مقدار عرض ترک خوردگی خمشی در وسط دهانه افزایش یافته و با گسترش امتداد ترک تا محل اعمال بار تیر بصورت خمشی گسیخته می شود. افزون بر این استفاده از 100 درصد سنگدانه بازیافتی سبب افزایش تغییر شکل و ظرفیت خمشی تیرهای بتن مسلح می شود.
    کلید واژگان: ظرفیت خمشی, تیرهای بتن مسلح, سنگدانه بازیافتی, ترک خوردگی
    Hamidreza Chaboki, Mansour Ghalehnovi *, Arash Karimipour
    In this research, the effect of recycled aggregates obtained from the demolition of the old building on the preparation of concrete mixtures has been studied. The purpose of this study was to determine flexural behavior, flexural strength in reinforced concrete beams made of recycled aggregate. In the production of samples, recycled aggregates are used with 0%, 50% and 100% natural aggregates, respectively. The samples were tested for static quadrilateral bending and tested after 28 days of experiment. Therefore, by examining the results of laboratory studies, the flexural behavior of RC beams with the expansion of the recycling has been investigated. In addition, the results are compared with the relationships provided by ACI318, CSA and EuroCode2. The results obtained from this review show that by adding the ratio to the recycled aggregate substitute, the amount of net bending size at the criterial level increases and, with the expansion of the crack extending to the place of loading, the load is released flexibly. In addition, the use of 100% recycled aggregate increases the shape and flexural strength of RC concrete beams.
    Keywords: Flexural behaviour, reinforced concrete beams, recycled aggregate, cracking
  • یاسر شریفی*، احسان خجسته فر
    یک روش موثر جهت مقاوم کردن و بازسازی تیرهای بتن مسلح در برابر خمش استفاده از ورقه های پلیمری بر روی سطح تیر می باشد. مزایای زیاد استفاده از این گونه ورق ها جهت مقاوم کردن سازه ها باعث گردیده که مطالعات مختلف و متعددی در این زمینه انجام شود. یکی از مزایای مقاوم کردن سازه های بتن مسلح با استفاده از الیاف پلیمری عدم افزایش چشمگیر وزن سازه می باشد، ضمنا" استفاده از الیاف مصنوعی برای مقاوم کردن سازه های بتنی به سادگی انجام می گیرد. جهت محاسبه خیز در این گونه تیرها مطالعات محدودی انجام گرفته است و در این مطالعات اکثرا" جهت برآورد خیز از روش اجزاء محدود استفاده شده است. در این تحقیق با استفاده از معادلات تعادل نیروها، سازگاری کرنش ها و فرضیات مناسب روشی جهت آنالیز تیرهای بتن مسلح مقاوم شده با الیاف پلیمری ارائه گردیده است. در این تحقیق با استفاده از فرمولبندی مرجع] 11[ ولی تغییر در روابط تنش-کرنش میلگرد و بتن ضرائب عددی متفاوت جهت محاسبه نیروی فشاری بتن و لنگر نیروی فشاری بتن حول محور خنثی استخراج شد. مقایسه نتایج حاصل از چند مثال عددی حل شده با روش ارائه شده و نتایج آزمایشگاهی نمایانگر دقت و کارایی قابل قبول آن می باشد. نتایج حاصل از فرمولبندی این تحقیق در حالت نهایی (لنگر و خیز نهایی) هماهنگی و انطباق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی نسبت به حالت تسلیم فولادهای کششی دارد و از آن جا که نتایج حالت نهایی بسیار مهم و مورد استفاده می باشند لذا نتایج این تحقیق می تواند به صورت محافظهکارانه جهت برآورد مقاومت و خیز اعضاء خمشی بتنی مقاوم شده با الیاف پلیمری مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: عضو خمشی, مقاوم سازی, الیاف پلیمری, معادلات تعادل نیروها, منحنی تنش - کرنش, خیز
    Yasser Sharifi *, Ehsan Khojastefar
    The rehabilitation of existing reinforced concrete structures and infrastructures becomes necessary due to ageing, corrosion of steel reinforcement, defects in construction/design, demand in the increased service loads, and damage in case of seismic events and improvement in the design guidelines. Fiber-reinforced polymers (FRP) have emerged as promising material for rehabilitation of existing reinforced concrete structures. The use of externally bonded Fiber Reinforced Polymer (FRP) sheets is an effective technique for strengthening and retrofitting of reinforced concrete beams especially under flexural loads. The use of FRP has been on the rise, mainly due to composite materials’ high strength and stiffness, non-corrosive nature and ease of installation. The purpose of retrofitting is to structurally treat the member with an aim to restore the structure to its original strength. Few investigations have performed to investigate the characteristics of retrofitted reinforced concrete flexural members. In the present study, a method for analyzing of the reinforced concrete beams retrofitted by FRP is proposed. The equilibrium equations and associated strain boundary conditions are used to determine the deflection and moment at each point along beam. As it is demonstrate in the numerical example, the proposed procedure can yield in efficient way, accurate result for FRP concrete beams.
    Keywords: Reinforced concrete beams, Flexural member Retrofitting, Fiber polymer, FRP
  • جواد رزاقی لنگرودی، مرتضی خمامی ابدی، علی علی جانی *
    در این مقاله با استفاده از روابط حاکم بر مکانیک شکست و اجزای محدود، ترک خوردگی در مود اول (بازشدگی) برای تیرهای بتن آرمه ی مقاوم سازی شده با ورق های کامپوزیتی بر اساس ارائه ی روشی جدید، تحلیل و مدل سازی می شود. در این روش، برای شبیه سازی ترک، روابط تعیین ضرایب شدت تنش با حضور آرماتورها و ورق تقویتی توسعه داده می شوند. در روش پیشنهاد شده، اجزای تیر به دو دسته، شامل اجزای بدون ترک و دارای ترک تقسیم می شوند. در اجزای بدون ترک، از روابط، معادلات، ماتریس سختی و جرم متعارف حاکم بر تیر با در نظر گرفتن تغییرات ممان اینرسی ناشی از حضور آرماتورها و ورق های تقویتی استفاده می گردد. در جزء محدود دارای ترک، مشخصات ترک با استفاده از ایجاد یک نقص هندسی در مقطع تیر شبیه سازی می گردد. به طوری که کاهش سختی جزء دارای ترک به واسطه ی تغییر ابعاد ناپیوستگی معادل می گردد. در اینجا تغییرات سختی جزء ترک خورده به صورت تابعی از ضرایب شدت تنش اصلاح شده، محاسبه و ارائه می گردد. در روش حاضر، جزءمحدود دارای ترک، با تقسیم شدن به دو "ریز بخش" در دو طرف یک فنر پیچشی مدل سازی می گردد. که در آن با استفاده از اعمال معادلات پیوستگی در نقطه ی ترک، ماتریس های سختی و جرم دو ریز بخش و سپس ماتریس سختی و جرم اصلاح شده ی جزءمحدود دارای ترک استخراج می گردد. در ادامه این روش برای یک تحلیل ارتعاشی توسعه داده می شود. اثرات مکان ترک، و اثر گسترش ترک بر روی رفتار استاتیکی و ارتعاشی تیر بتن آرمه بررسی می گردد. برای اطمینان از صحت و دقت روش ارائه شده تمام تحلیل های انجام شده، در نرم افزار آباکوس پیاده سازی می گردد.
    کلید واژگان: تحلیل ارتعاشی ترک, تیرهای بتن آرمه, ورق های کامپوزیتی, ریز المان, فنر پیچشی
    Javad Razzaghi, Morteza Khomami Abadi, Ali Alijani *
    In this paper, cracking in the first mode (opening) is modelled for reinforced concrete beams with FRP sheets based on presenting a new method by using the principles and relations of fracture mechanics and finite element method. In this method, for modelling the relationships of determining the stress intensity factor is developed for reinforcement sheet. In the proposed method, elements of the beam are divided into two categories, including elements with and without the crack. In the elements without the crack, the relationships, equation, stiffness and mass matrices of the beam are established with considering the changes in the moment of inertia due to the reinforced FRP sheet. In the elements with the crack, a change in the cross-section of the reinforced concrete due to the crack and a discontinuity in the crack point leads to an improvement in the standard governing relationships. So that the reduction of the stiffness of the cracked element is equivalent to the change in the size of the discontinuity. Here, the variation of the stiffness of the cracked element is calculated and presented as a function of the stress intensity factor. In this approach, the simulation of the crack is done by dividing the element to two sub-elements into the two sides of the rotational spring. In which, The stiffness and mass matrices of the two sub-elements and the improved stiffness and mass matrix of the element are derived by satisfying the continuity equation at the crack point. This method is developed from a vibrating analysis. The effects of crack depth and location and the effect of crack expansion on the static and vibrational behaviour of a concrete beam are investigated. To ensure the accuracy of the proposed method, all analysis performed in Abacus software is implemented. Comparing the results of the proposed model with the results of comprehensive modelling in Abacus software is applied to verify. The comparison of the results shows that the proposed methods are suitable for the analysis of reinforced concrete structures resistant to cracking. So that it can be generalised and optimally desirable for other models. In this paper, cracking in the first mode (opening) is modelled for reinforced concrete beams with FRP sheets based on presenting a new method by using the principles and relations of fracture mechanics and finite element method. In this method, for modelling the relationships of determining the stress intensity factor is developed for reinforcement sheet. In the proposed method, elements of the beam are divided into two categories, including elements with and without the crack. In the elements without the crack, the relationships, equation, stiffness and mass matrices of the beam are established with considering the changes in the moment of inertia due to the reinforced FRP sheet. In the elements with the crack, a change in the cross-section of the reinforced concrete due to the crack and a discontinuity in the crack point leads to an improvement in the standard governing relationships. So that the reduction of the stiffness of the cracked element is equivalent to the change in the size of the discontinuity. Here, the variation of the stiffness of the cracked element is calculated and presented as a function of the stress intensity factor. In this approach, the simulation of the crack is done by dividing the element to two sub-elements into the two sides of the rotational spring.
    Keywords: Vibration Analysis of Crack, Reinforced Concrete Beams, Composite Sheets, Sub-element, Rotational Spring
  • وحید بروجردیان*، ابوالفضل شرافتی، حسین کریم پور
    در سه دهه اخیر پیشرفت های بسیار زیادی در زمینه تحلیل غیرخطی سازه های بتن مسلح به کمک روش عناصر محدود صورت گرفته است، اما هنوز پیش بینی دقیق در خصوص پاسخ تیرهای بتن مسلح در شرایط مختلف هندسه و بارگذاری، به کمک روش عناصر محدود، نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. محققان نشان داده اند برای شبیه سازی پاسخ غیر الاستیک بتن در منطقه صدمه دیده نزدیک نوک ترک می توان از یک توزیع تنش چسبنده روی لبه های ترک که مایل به بستن ترک است، استفاده نمود. هدف این مقاله، بررسی عددی تاثیر تنش های چسبنده ترک بر رفتار بار-تغییر مکان تیرهای بتن مسلح با استفاده از مدل آسیب پلاستیک و مکانیک شکست بتن است. در تحلیل عددی به کار رفته، رفتار غیرخطی بتن در ناحیه فشاری با استفاده از نظریه آسیب پلاستیک مدل سازی شده است. برای شبیه سازی رفتار غیرخطی بتن در ناحیه کششی و مسئله ترک خوردگی و گسترش ترک، از مکانیک شکست غیر خطی مبتنی بر مدل ترک چسبنده استفاده شده است. در این راستا، با استفاده از نرم افزار عناصر محدود آباکوس یک سری تیرهای بتن مسلح آزمایشگاهی موجود، شبیه سازی شده اند. با توجه به محدودیت های نرم افزار آباکوس در این خصوص، یک روش گام به گام مورد استفاده قرار گرفته است. در روش ارائه شده امکان گسترش چندین ترک چسبنده در تیر در نظر گرفته شده است. مقایسه نمودار بار-تغییر مکان تیرهای بتن مسلح به دست آمده از تحلیل عددی و نتایج آزمایشگاهی هماهنگی قابل قبولی را نشان می دهد.
    کلید واژگان: تیر بتن مسلح, روش عناصر محدود, تنش های چسبنده ترک, مکانیک شکست, رفتار بار-تغییر مکان
    V. Broujerdian *, A. Sherafati, H. Karimpour
    It is well known that the behavior of concrete is extensively affected by the initiation of cracks and their propagation. Among these cracks, diagonal or shear cracks have more complicated and less known behavior. In spite of extensive research in this field, current codes of practice do not provide a uniform margin of safety against shear failure of reinforced concrete yet. To simulate the non-elastic behavior of concrete in the fracture process zone, the distribution of cohesive forces through the crack sides have been used by researchers. The aim of this study is to evaluate the effect of the crack’s tip cohesive forces on the load-deflection response of reinforced concrete beams using fracture mechanic. In the numerical analysis used in this study, the non-linear behavior of concrete in the compression field is simulated by damage-plasticity model. To simulate the non-linear behavior of concrete in the tension area and simulating the onset and evolution of cracking, non-linear fracture mechanics based on cohesive crack model is used. Using finite element software of ABAQUS, a step by step approach is used. In the presented approach, the probability of possibility of crack evolution in beams is considered. Comparing the calculated load-deflection curves for several reinforced concrete beams with the experimental ones showed a good consistency.
    Keywords: Reinforced Concrete Beams, Finite Element Method, Crack, Cohesive Stresses, Fracture Mechanics
  • بهروز کشته گر*
    خوردگی میلگردها در بتن یک فرایند پیچیده بوده که موجب کاهش سطح مقطع فولاد و زوال مقاومت سازه بتن آرمه می گردد. در این مقاله خواص آماری پارامترهایی مانند ضریب انتشار یون های مخرب، نرخ خوردگی و زمان شروع خوردگی برای خوردگی موضعی آرماتور تیرهای بتن آرمه ارزیابی شده است. از توابع توزیع احتمال مختلف مانند گاما، نرمال، لوگ-نرمال، گامبل و وایبول جهت برازش پارامترهای خوردگی استفاده شده و بهترین تابع توزیع احتمال پارامترهای خوردگی با استفاده از آماره مربع کا انتخاب گردیده است. بر اساس تحلیل آماری پارامترهای خوردگی، اثر خصوصیات آماری متغیرهایی نظیر مقاومت فشاری بتن، پوشش آرماتورها، مقدار ثابت و مورد انتظار یون مخرب بر زمان شروع خوردگی با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو بررسی شده است. در انتها میزان کاهش آرماتورهای وابسته به زمان در تیرهای بتنی برای چهار قطر مختلف میلگرد ( شماره های 8، 12، 16 و 20) مطالعه شده است. نتایج حاکی از آن است که اکثر پارامترهای خوردگی از تابع توزیع احتمال لوگ-نرمال پیروی می کند و پوشش آرماتورها نقش بسزایی در کاهش خوردگی میلگردها دارد. همچنین خواص آماری سطح مقطع خورده شده به قطر و زمان خوردگی وابسته است بطوریکه افزایش زمان و کاهش قطر موجب کاهش بیشتر سطح مقطع آرماتور می گردد.
    کلید واژگان: تحلیل آماری, شبیه سازی مونت کارلو, تیرهای بتن آرمه, خوردگی موضعی آرماتور
    Behrooz Keshtegar*
    Corrosion of steel reinforcement has a complex process which leaded the reduction of crass section bars and degradation of concrete structure. the corroded reinforcement bars were the most important issue of the concrete permanence in the marine structures. The important effects of corrosion are in the damages made by corroded concrete structure which include all kinds of structural and non-structural damages. The first one is more important because of the reduction of the safety factor of the structure against the applied external loads. These failures include the reduction of cross-section bars and the changes in the steel mechanical behavior. Corrosion includes two processes: (1) corrosion initiation and corrosion propagation. The initiation time is when the corrosive ions receive on the surface bars and lead to activation of the steel. (2) The propagation time is when the structure loses its capability subject to the loss of the cross-sectional area of reinforcing steel bars, reduction of bond and crack initiation and propagation. The predicative models of life-service of a reinforced concrete structures should be included the two processes of corrosion. Because for new structures, the initiation time of corrosion and insurance from the long-time of corrosion initiation time, and for the existing structures, controlling the corrosion propagation is more important.
    In this paper, statistical characteristics of the chloride diffusion coefficient, corrosion initiation time and corrosion rate including the best probability distribution function and its parameters are investigated based on Mont Carlo simulation of pitting corrosion data. The distribution function parameters of the corrosion variables i.e. the chloride diffusion coefficient, corrosion initiation time and corrosion rate were calculated using the Maximum likelihood method based on mathematical pitting corroded model that corrosion initiation and corrosion propagation processes are considered in this model. the probability density functions such as: Gamma, Gumbel, Lognormal, Normal, and Weibull were used in the statistical analyses of corroded pitting parameters. The best probability distribution function was selected using chi-square statistic. the Lognormal distribution function was obtained the best probability function for the threshold chloride concentration, the corrosion initiation time and the corrosion rate. The corrosion initiation time depend on four basic random variables such as: the concrete compressive resistance, the concrete cover, the threshold chloride concentration and the surface chloride concentration. Thus, their statistical effects of these random variables on corrosion initiation time are parametrically investigated using 10000 Mont Carlo simulations. It is obvious that increasing the concrete resistance leads to increasing the corrosion initiation time and standard deviation of the density function. The concrete physical and mechanical characteristics are effective variables on the corrosion initiation time but the threshold chloride concentration and the surface chloride concentration are insensitive variables on the mean of corrosion time but lead to significant changes in standard deviation of the corrosion time. Finally, Various diameters bars such as: 8, 12, 16 bars and 20 were investigated in time-depended area of the corroded steel of concrete beams. Results illustrated that and the cover depth is important variable in corroded crass section of bars. Also, increasing the bar diameter and decreasing the corrosion time period were leaded to reduce the rate of the crass section bars.
    Keywords: Probabilistic analysis, Mont Carlo simulation, reinforced concrete beams, pitting corrosion
  • سعید حاجی قاسمعلی، علی اکبر رمضانیان، محمدحسین کاشفی زاده
    واکنش قلیایی-سیلیسی یک واکنش شیمیایی است که در بین برخی از سنگدانه های سیلیکایی و محلول های قلیایی موجود در بتن رخ می دهد. این واکنش باعث انبساط بتن شده و در نهایت منجر باعث ترک خوردگی و کاهش ایمنی، عمر و مقاومت آن می شود. مدلسازی رفتار سازه ای بتن متاثر از واکنش قلیایی-سیلیسی به علت دخالت پارامترهای متعدد در این واکنش امری مشکل است. یکی از عوامل مهم در مدلسازی این واکنش پیش بینی مناسب نحوه گسترش تنش ها و کرنش ها در بتن می باشد. هدف اصلی این مقاله بررسی تاثیر مخرب واکنش قلیایی-سیلیسی بر روی رفتار سازه ای تیرهای بتنی مسلح با دو روش آزمایشگاهی و مدل سازی عددی; و بر اساس روش های تحلیل سازه ای متداول می باشد. برای این منظور، ابتدا تعدادی نمونه تیر در یک آزمایشگاه ساخته شد و پس از تحلیل سازه ای نمونه ها با روش های متداول، یک مدل عددی برای تیرها در برنامه «Ansys» با روش المان محدود ارائه شد. نتایج مدل سازی عددی همگرایی خوبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد، اگرچه در ناحیه کششی سازگاری بهتری در مقایسه با نواحی فشاری وجود دارد و استفاده از آرماتورهای فشاری باعث افزایش سازگاری بین نتایج می شود. ضمنا قرار دادن نیروی معادل بر روی تار خنثی در مدلسازی عددی می تواند کرنش در نواحی فشاری را بهبود بدهد.
    کلید واژگان: واکنش قلیایی, سیلیسی(ASR), روش المان محدود, مدلسازی بتن, مدلسازی واکنش قلیایی, سیلیسی, تیر بتن مسلح
    Saeid Hajighasemali, Ali Akbar Ramezanianpo, Mohammadhossein Kashefizadeh
    Many structures, such as dams, bridges and hydraulic structures, suffer deterioration induced by the alkali-aggregate reaction (AAR), which impairs the durability and safety of installations. ASR is an internal chemical reaction between certain forms of siliceous aggregates and alkaline pore solution in concrete. The result is a more or less crystallised silico-alkaline product which can exert pressure on the surrounding matrix. ASR induces concrete expansion and generally leads to loss of strength and cracking. The structural behaviour of concrete which has been effected by the alkali-silica reaction (ASR) is difficult to model due to various random parameters that govern this chemical process. The aim of this paper is to investigate the effect of ASR on the behaviour of reinforced concrete beams using three
    Methods
    an experimental model, conventional structural analysis and the finite element method. For this purpose, 100 x 150 x 1100-mm concrete beams were built in the laboratory and reinforced with different ratios of compression and tension bars. Then ASR and creep strains were modelled by reducing the elastic modulus of the concrete and applying an equivalent tension force. For the purposes of verifying the numerical methods involved, fourteen beams were conditioned in a suitable environment using similar dimensions and loading systems. Experimental results on reactive concrete samples were simulated so as to test whether the model was capable of describing the behaviour of affected reinforced concrete beams under service loads. The comparison revealed that the finite element model had good compatibility with the acquired test results.
    Keywords: Alkali silica reaction (ASR), Finite Element Analysis, Finite element modeling, Modeling of ASR, Reinforced concrete beams
  • سعید حاجی قاسمعلی، علی اکبر رمضانیان پور، محمدحسین کاشفی زاده
    گاهی در برخی از آزمایش های اندازه گیری تغییرمکان ابزار مورد استفاده برای اندازه گیری در لحظه ای که تیر در آستانه ی شکست میباشد آسیب میبیند. به علت این آسیب دیدگی و ناکافی بودن مقدار اطلاعات بدست آمده از منحنی بار-تغییرمکان تیر، استفاده از روشی جایگزین ناگزیر به نظر میرسد. در رابطه بار-تغییرمکان تیر بتنی مسلح، تیر رفتاری الاستوپلاستیک دارد و رابطه ی بین بار و تغییرمکان میتواند توسط یک روش تحلیلی بدست آید. هدف اصلی این تحقیق ارائه یک روش تحلیلی برای یافتن رابطه بین بار و تغییرمکان تیرهای بتنی مسلح در شرایطی است که ابزارهای اندازه گیری دقیق در طول انجام آزمایش آسیب ببیند. برای این منظور، ابتدا سه نمونه تیر بتنی مسلح برای مدل آزمایشگاهی ساخته شده، آزمایش خمش 4 نقطه بر روی نمونه ها انجام شده و سختی نمونه تیر بتنی اندازه گیری شده است. سپس یک مدل تحلیلی الاستوپلاستیک پیشنهاد شده و سختی تیر با مدل تحلیلی نیز محاسبه شده و در پایان نتایج دو مدل با یکدیگر مقایسه می شود. مقایسه نتایج دو مدل نشان می دهد که درصد خطای مدل تحلیلی کم تر از 9درصد بوده و در نتیجه مدل تحلیلی پیشنهادی سازگاری خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. در نتیجه این روش تحلیلی برای بدست آوردن منحنی فوق الذکر در هنگامی که ابزارهای اندازه گیری تغییرمان آسیب می بینند مفید است.
    کلید واژگان: بارگذاری, تغییرمکان, رفتار الاستوپلاستیک, تیرهای بتنی مسلح, کرنش خمشی, بار ترک خوردگی
    Saeid Hajighasemali, Ali Akbar Ramezanianpour, Mohammadhossein Kashefizadeh
    During some deflection tests of concrete beams, the measurement instruments are damaged in the concrete failure moment. Because of this damage, load-deflection data becomes insufficient and therefore application of a better method is in need. In the load-deflection relation, the reinforced concrete beam has an elastoplastic behavior and load-deflection curve can be obtained by an analytical model. The aim of this paper is to propose an analytical model to figure out the load-deflection curve in the situation that the measurement instruments are damaged. For this purpose, an experimental model is initially built and concrete strength parameters are calculated through the 4-point test. Then an elastoplastic analytical model is proposed and the same parameters are calculated again. Comparison of the results of two models shows that the error rate of the analytical model is less than 9 percent. Hence, the proposed model has a good agreement with the experimental model and is useful when the measurement instruments are damaged during the test.
    Keywords: Load, Deflection, Crack load, Elasto, plastic, reinforced concrete beams, Flexural strains
  • A. R. Khan, T. Ayub*
    Deficiencies of RC structures can be overcome by strengthening/retrofitting using different strengthening methodologies. This paper emphasises the effectiveness of externally applied U-shaped CFRP anchorages/strips on the performance of RC beams of relatively low compressive strengths (approximately 21 MPa). Three types of the beams were cast based on the shear reinforcement detailed as containing “no shear reinforcement”, “minimum shear reinforcement” and “adequate shear reinforcements” as suggested in ACI 318-08. All beams were provided adequate flexural reinforcement as recommended by ACI 318 to fail the beams in flexure. U-shaped CFRP anchorages and strips were bonded to the beams in the predominant shear and flexural loading regions and tested under four-point bending condition by varying shear spanto- depth ratio (a/d) as 2.46 and 3.38. Different strengthening schemes (including CFRP anchorage alone and in combination with CFRP strips) as well as the effect of U-shaped CFRP anchorages applied over full and partial applied beam depth was also the parameter of investigation in the current study. Results showed that externally bonded U-shaped anchorages applied along the beam span and at the ends together with CFRP strips improved the deformability, strength and performance of RC beams by transforming failure manner from brittle to ductile. Moreover, use of partial depth anchorage is beneficial to attain higher load in comparison to the full depth anchorages, particularly anchorage height equal to 3/4 of the beam depth is found to be most suitable.
    Keywords: Carbon fibre reinforced polymer, Reinforced concrete beams, Shear span to depth ratio
  • A. Sadrmomtazi, H. Rasmi Atigh, J. Sobhani
    Externally bonding of fiber reinforced (FRP) sheet to reinforced concrete (RC) beams has become a popular flexural strengthening method in recent years. The ultimate flexural strength of those strengthened beams can be improved efficiently, but it is often prevented by premature failure modes, such as sheets end interfacial debonding. This paper proposes an effective method to prevent sheets end interfacial debonding. Hence, an experimental and analytical study conducted to verify the efficiency of the proposed method. Therefore, nine concrete beams with dimensions of 100 mm width, 160 mm height and 1200 mm length were manufactured and tested. Eight specimens were strengthened in flexure with various numbers of CFRP layers and different sheets end strengthening methods. From the test results of this study it is conducted that the design guidance of ACI 440.2R-02 and ISIS Canada overestimates and the developed method by Toutanji et al. underestimates the flexural strength of CFRP strengthened RC beams at yielding. Also, applying the proposed method to sheets end strengthening, prevented sheets end interfacial debonding and increased load carrying capacity of those strengthened beams by 26% and 32%. The ductility (i.e. Δ_u⁄Δ_y) of those strengthened beams increased by 77% and 90%.
    Keywords: Flexural strengthening, reinforced concrete beams, debonding, FRP, CFRP
  • سیدروح الله موسوی، محمدرضا اصفهانی، مهر الله رخشانی مهر
    تیرهای مسلح شده با میلگردهای پلیمری الیافیGFRP به دلیل مدول الاستیسیته کم این میلگردها، دارای خیز و عرض ترک‎های بیش تری در مقایسه با تیرهای بتن مسلح فولادی می‎باشند. تحقیقات زیادی نشان می‎دهند که آیین‎نامه ی ACI 318نمی‎تواند خیز تیرهای مسلح شده با میلگردهای FRP را بر اساس ممان اینرسی موثر، به درستی تخمین بزند. هدف از این مقاله ارائه ی روابطی جدید برای ممان اینرسی موثر این تیرها بر مبنای داده های آزمایشگاهی و الگوریتم ژنتیک می‎باشد. این روابط به گونه‎ای تخمین زده می‎شوند که تفاوت بین نتایج به دست آمده از مدل‎های پیشنهادی و داده های آزمایشگاهی توسط الگوریتم ژنتیک کمینه شود. برای این منظور از 55 نمونه ی آزمایش شده در پژوهش‎های دیگران استفاده شده است. هم چنین 9 نمونه ی آزمایشگاهی تیرهای مسلح‎شده با میلگردهایGFRP ساخته شده است. در نمونه های ساخته شده، مقاومت بتن و نسبت آرماتور به عنوان متغیر در نظر گرفته شده‎اند. در این تحقیق، اثر پارامترهای مدول الاستیسیته میلگردهای FRP، نسبت آرماتور و سطح بارگذاری در روابط ممان اینرسی موثر وارد می‎شوند. سپس، خیز حاصل از مدل‎های پیشنهادی با خیز تجربی و مقادیر به دست آمده از روابط آیین‎نامه‎ای و مدل‎های سایر پژوهش‎ گران مقایسه می‎گردد. نتایج نشان می‎دهند که خیز به دست آمده از مدل‎های پیشنهادی به نتایج آزمایشگاهی نزدیک‎ می‎باشد. هم چنین در نمونه های با نسبت آرماتور بالا و در سطوح بالای بارگذاری، مدل‎های پیشنهادی نتایج دقیق‎تری را نسبت به سایر روش‎های موجود نشان می‎دهند.
    کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک, تیرهای بتن آرمه, خیز, سخت شوندگی کششی, ممان اینرسی موثر, میلگردهای, FRP
    S. R. Mousavi, M. R. Esfahani, M. Rakhshanimehr
    Concrete beams reinforced with glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars exhibit large deflections and crack widths as compared with steel reinforced concrete beams due to the low modulus of elasticity of GFRP bars. Different studies show that ACI 318 equation for the effective moment of inertia Ie does not predict deflection well for FRP reinforced concrete beams. The purpose of this paper is to propose new equations for estimating the effective moment of inertia of FRP reinforced concrete beams based on genetic algorithm and experimental results. Genetic algorithm is used for optimization of error function between experimental and analytical responses. In the experimental part of the study, nine beam specimens were manufactured and tested. The parameters of reinforcement ratio and concrete compressive strength were selected as the variables for the beam specimens. Also fifty five beam specimens tested by other researchers were used for experimental database. In this paper, the effect of elastic modulus of FRP bars, reinforcement ratio and the applied level of loading on the effective moment of inertia is taken into account. In addition, the proposed equations are compared with different code provisions and the existing models for predicting deflection of FRP reinforced concrete beams. Also, the calculated values by the proposed equations are compared with different test results. The experimental results correlated well with the values predicted by the proposed equations especially in high reinforcement ratios and high levels of loading.
    Keywords: Genetic Algorithm, Reinforced Concrete Beams, Deflection, Tension Stiffening, Effective
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال