Investigation of Analytical Problems of Post-Tensioned Concrete Slabs Using \R\nfinite Element Method

R e s e a r c h e r s h a v e a l w a y s p a i d g r e a t a t t e n t i o n t o s a f e a n d e c o n o m i c a l d e s i g n a n d, t h e r e f o r e, d i f f e r e n t c o d e s i n d i f f e r e n t a r e a s h a v e b e e n f o r m e d. T h e A C I 318-2011 c o d e i n s i s t s t h a t t w o-w a y p o s t-t e n s i o n e d s l a b s s h a l l b e c l a s s i f i e d a s c l a s s U (w i t h o u t c r a c k i n g), w h i c h m e a n s t h e s e c t i o n m u s t b e u n c r a c k e d i n b o t h s e r v i c e a n d t r a n s i e n t c o n d i t i o n s (c o d e r e f e r e n c e 18.3.3). I n a d d i t i o n, t w o-w a y p o s t-t e n s i o n e d s l a b s m u s t b e p o s t-t e n s i o n e d i n b o t h d i r e c t i o n s f o r 100% o f t h e l o a d, w i c h m e a n s t h a t o n e-w a y b e h a v i o r f o r t h i s t y p e o f s l a b i s a s s u m e d. I n t h i s s t u d y, t w o-w a y p o s t-t e n s i o n e d s l a b s w i t h v a r i o u s s p a n s u n d e r d i f f e r e n t l o a d i n g s h a v e b e e n d e s i g n e d, b a s e d o n t h e A C I c o d e. T h e n, u s i n g t h e L e e-F e n v e s i s o t r o p i c d a m a g e p l a s t i c i t y m o d e l f o r c o n c r e t e, t h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f p o s t-t e n s i o n e d s l a b s w a s p e r f o r m e d t h r o u g h t h e f i n i t e e l e m e n t m e t h o d. T h e i s o t r o p i c d a m a g e p l a s t i c i t y u s e d a y i e l d c r i t e r i o n t h a t m a t c h e s t h e e x p e r i m e n t a l d a t a f o r b o t h e l a s t i c a n d p l a s t i c p a r t s o f t h e s t r e s s-s t r a i n c u r v e s o f c o n c r e t e. T h e o n s e t a n d p r o p a g a t i o n o f c r a c k i n g c a n b e e v a l u a t e d b y s i m p l e p o s t p r o c e s s i n g o f t h e f i n i t e e l e m e n t p l a s t i c i t y s o l u t i o n. T h e a c c u r a c y o f t h e m o d e l w a s c h e c k e d b y t h e d a t a p r o v i d e d b y p r e v i o u s r e s e a r c h e r s w h i c h i n d i c a t e s s i m u l a t i o n w a s p r e c i s e. T h e l i n e a r e l a s t i c-p e r f e c t l y p l a s t i c s t r e s s s t r a i n r e l a t i o n w a s u s e d f o r s t e e l u s i n g t h e V o n-m i s e s y i e l d c r i t e r i o n, w h i l e t h e t e n d o n s w e r e s i m u l a t e d b y b i l i n e a r s t r e s s s t r a i n c u r v e a n d V o n-m i s e s y i e l d c r i t e r i o n. B y u s i n g n o n l i n e a r f i n i t e e l e m e n t s o f t w a r e (A b a q u s) a n d t h e a b o v e - m e n t i o n e d y i e l d c r i t e r i o n, s e v e r a l s l a b s a r e s t u d i e d. N u m e r i c a l s i m u l a t i o n s h o w s t h a t s o m e l a w s o f t h e A C I c o d e a r e n o t s a t i s f i e d i n s o m e c a s e s, i n c l u d i n g c r a c k e d s l a b s i n b o t h s e r v i c e a n d t r a n s i e n t c o n d i t i o n s. I n a d d i t i o n, o v e r p o s t-t e n s i o n i n g o f s l a b s r e s u l t s i n n e g a t i v e d e f l e c t i o n a n d n o n-e c o n o m i c a l d e s i g n. A t t h e e n d s o m e s u g g e s t i o n s f o r b e t t e r d e s i g n s a r e p r e s e n t e d.