You are here

Home » Content

ÇELİK PLAKA İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME KİRİŞİN İKİ VE ÜÇ BOYUTLU SONLU ELEMAN ÇÖZÜMLEMELERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

COMPARISON OF TWO AND THREE DIMENSIONAL NONLINEAR FINITE ELEMENT ANALYSIS OF STRENGTHENED REINFORCED CONCRETE BEAM BY USING STEEL PLATE

Journal Name:

  • Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Publication Year:

  • 2006

Key Words:

Keywords (Original Language):

Author NameUniversity of AuthorFaculty of Author
Abstract (2. Language): 
An existing reinforced concrete (RC) members and/or structures may be damaged by chemical processes due to aggressive environment, excessive loading and poor initial design. Nowadays, lots of effective and simple strengthening methods have been available. These methods are bonding with steel plates or fiber reinforced polymer (FRP) sheets, external prestressing and additional concreting. Generally, the shear and bond failure due to the combined action of shear and flexural moment is relatively brittle in strengthened damaged slender reinforced concrete beams by using steel plate. In this study, providing two and three dimensional nonlinear finite element analysis, the whole load-deflection behavior of the beams have been analyzed and the main results of the numerical analyses are compared with the experimental results of RC beams to demonstrate how accurately the two and three dimensional solutions for beams predicts the load carrying capacity. In addition, two dimensional finite element nonlinear analysis steel stress and strain are compared with three dimensional analyses along the steel plate.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language): 
Betonarme elemanlar ve/veya yapılarda kullanım amacının değişmesi, çevre şartlarının etkisi veya yeterli mühendislik hizmeti almamış olması gibi nedenlerle onarım ve/veya güçlendirme gereği ortaya çıkabilmektedir. Günümüzde oldukça pratik onarım ve güçlendirme yöntemleri bulunmaktadır. Bu yöntemlerden en çok kullanılanlar; kirişlere çelik plakalar veya fiber donatılı polimer plaklar, dıştan öngerme ve betonarme kısım ilave edilmesidir. Çelik plaka ile güçlendirilen betonarme narin kirişlerde; kesme-aderans sıyrılması ile göçme oluşumu yaygındır. Söz konusu göçme mekanizmaları, küçük şekil değiştirmelerle oluşabilen bir kırılma biçimidir; ânî ve gevrek olarak ortaya çıkar. Bu çalışmada, referans kirişi (K13REF) ile onarılan ve kiriş alt yüzüne çelik plaka yerleştirilerek güçlendirilen (K13S2) betonarme kirişin iki boyutlu [1] ve üç boyutlu [2] sonlu eleman çözümlemeleri karşılaştırılmış ve çözümlemelerin yük-yer değiştirme kapasitesine etkisi olup olmadığı; eğer var ise, hangi eğilimde olduğu incelenmiştir. Ayrıca; her iki çözümleme için çelik plaka uzunluğu boyunca gerilme ve şekil değiştirme dağılımları karşılaştırılmıştır.
FULL TEXT (PDF): 
PDF icon arastrmx_845_24_pp_67-74.pdf
  • 1
67-74
  • Turkish

REFERENCES

References: 

[1] Arslan G., Sevuk F. ve Ekiz I., “Contribution of different parameters on the performance
of steel plated RC beams”, 12th International Conference on Composites/Nano
Engineering (ICCE-12), August 1-6, 2005, Tenerife, Spain.
[2] Arslan G. ve Sevuk F., “Finite element analysis of retrofitted RC beams by using steel
plate”, International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting, 12th
International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE-12), August 1-6, 2005,
Tenerife, Spain.
[3] L’Hermite R. ve Bresson J., “Concrete reinforced with glued plates”, RILEM
International Symposium, Synthetic Resins in Building Construction, Paris, 175-203,
1967.
[4] MacDonald M.D. ve Calder A.J.J., “Bonded steel plating for strengthening concrete
structures”, Int. J. Adhes., 2(2), 119-127, 1982.
[5] Hamoush S.H. ve Ahmad S.H., “Debonding of steel-plate-strengthened concrete beams”,
Journal of Structural Engineering, ASCE, 116(2), 356-371, 1990.
[6] Swamy R.N., Jones R. ve Bloxham J.W., “Structural behavior of reinforced concrete
beams strengthened by epoxy-bonded steel plates”, Structural Engineer, 65(2), 59-68,
1987.
[7] Saadatmanesh H. ve Ehsani M.R., “RC beams strengthened with GFRP plates. I:
Experimental study”, ASCE Journal of Structural Engineering, 117(11), 3417-3433, 1991.
[8] Almusallam T.H. ve Al-Salloum. Y.A., “Ultimate strength prediction for RC beams
externally strengthened by composite materials”, Composites: Part B, 32, 609-619, 2001.
[9] Sevuk F. ve Arslan G., “Retrofit of damaged reinforced concrete beams by using steel
plate”, Structures Congress, ASCE, New York, USA, April 21-23, 2005.
[10] Sevük, F., “Yapı hasarları ve hasarların iyileştirilmesi üzerine bir inceleme”, Doktora tezi,
YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2000.
[11] Smith S.T. ve Teng J.G., “Interfacial stresses in plated beams”, Engineering Structures,
23, 857-871, 2001.
[12] Triantafillou T. C., Plevris N. “Strengthening of RC beams with epoxy-bonded fibrecomposite materials”, Mater Struct, 25, 201–211, 1992.
[13] Meier U. “Strengthening of structures using carbon fibre/epoxy composites”, Constr Build
Mater, 9(6), 341 –351, 1995.
[14] Swamy R.N. ve Mukhopadhyaya P., “Debonding of carbon-fibre reinforced polymer plate
from concrete beams”, Proc Inst Civil Engrs Struct Buildings, 134, 301–317, 1999.
[15] Du G. ve Tao X., “Ultimate stress of unbonded tendons in partially prestressed concrete
beams”, P.C.I.J., 30(6), 72-91, 1985.
[16] Alkhairi F. M. ve Naaman A.E., “Analysis of beams prestressed with unbonded internal
or external Tendons”, ASCE, 119(9), 2680-2700, 1993.
[17] Cairns J. ve Rafeeqi F. A., “Behaviour of reinforced concrete beams strengthened by
external unbonbed reinforcement”, Construction and Building Materials, 11(5), 309-317,
1997.
[18] Can H. ve Tankut T., “Ağır hasar görmüş betonarme kirişlerin eğilme için onarımı”, İMO
Teknik Dergi, 5(2), 309-317, 1991.
[19] Can H., “Deprem etkisindeki betonarme kirişlerin onarımı”, İMO Teknik Dergi, 2(2),
771-782, 1994.
[20] Yang Z.J. Chen J.F. ve Proverbs D., “Finite element modeling of concrete cover
separations failure in FRP plated beams”, Construction and Building Materials, 17, 3-13,
2003.
[21] Ye J.Q., “Interfacial shear transfer of RC beams strengthened by bonded composite
plates”, Cement & Concrete Composites, 23, 411-417, 2001.
[22] LUSAS, Finite Element System, Examples Manual, Version 13.6, FEA Ltd., United
Kingdom, 2006.
[23] ACI Committee 318, “Building code for structural concrete (318R-2002) and commentary
(318R-2002)”, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2002.
[24] Bazant Z. P. ve Oh B., “Crack band theory for fracture of concrete”, Materiaux et
Constructions, 16(93), 155-177, 1983.
[25] Bedard C. ve Kotsovos M.D., “Fracture process of concrete for NLFEA methods”, ASCE
Journal of Structural Engineering, 112(3), 573-586, 1986.
[26] Arslan, G., “Tersinir yükler altında betonarme çubukların kesme mukavemeti”, Doktora
Tez Raporu6, YTÜ, 2004.
[27] Arslan G. ve Polat Z., “Yüksek beton mukavemetli betonarme kirişlerde uygun sonlu
eleman boyutları”, İTU Dergisi, 3(1), 22-28, 2004.

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com