Abaqus, G. (2011). Abaqus 6.11. Dassault Systemes Simulia Corporation, Providence, RI, USA.
Abdullah, A. M. (2011). Analysis of repaired/strengthened RC structures using composite materials: punching shear. The University of Manchester (United Kingdom).
Al-Zubaidy, H., Zhao, X.-L., & Al-Mahaidi, R. (2013). Mechanical characterisation of the dynamic tensile properties of CFRP sheet and adhesive at medium strain rates. Composite Structures, 96, 153–164.
Carstensen, J. V., Pankaj, P., & Jomaas, G. (2011). MATERIAL MODELLING OF THE POST‐PEAK RESPONSE OF REINFORCED CONCRETE AT ELEVATED TEMPERATURES. 10th International Symposium on Fire Safety Science.
Chaudhari, S. V, & Chakrabarti, M. A. (2012). Modeling of concrete for nonlinear analysis using finite element code ABAQUS. International Journal of Computer Applications, 44(7), 14–18.
Daud, R. A. (2015). Behaviour of reinforced concrete slabs strengthened externally with two-way FRP sheets subjected to cyclic loads. The University of Manchester (United Kingdom).
Enochsson, O., Lundqvist, J., Täljsten, B., Rusinowski, P., & Olofsson, T. (2007). CFRP strengthened openings in two-way concrete slabs–An experimental and numerical study. Construction and Building Materials, 21(4), 810–826.
Habel, K., Charron, J.-P., Braike, S., Hooton, R. D., Gauvreau, P., & Massicotte, B. (2008). Ultra-high performance fibre reinforced concrete mix design in central Canada. Canadian Journal of Civil Engineering, 35(2), 217–224.
Hillerborg, A., Modéer, M., & Petersson, P.-E. (1976). Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements. Cement and Concrete Research, 6(6), 773–781.
J. Lubliner, J. Oliver, S. Oller, and E. Oñate. A plastic-damage model for concrete. Int. J. Solids Struct., vol. 25, no. 3, pp. 299–326, 1989.
Lin, H. (2011). Secondary development functions and applications of Abaqus/CAE. Computer Aided Engineering, 4.
Mansur, M. A., Chin, M. S., & Wee, T. H. (1999). Stress-strain relationship of high-strength fiber concrete in compression. Journal of Materials in Civil Engineering, 11(1), 21–29.
Naghipour, P., Schneider, J., Bartsch, M., Hausmann, J., & Voggenreiter, H. (2009). Fracture simulation of CFRP laminates in mixed mode bending. Engineering Fracture Mechanics, 76(18), 2821–2833.
Rusinowski, P. (2005). Two-way concrete slabs with openings: experiments, finite element analyses and design.
Schmidt, M., & Fehling, E. (2005). Ultra-high-performance concrete: research, development and application in Europe. ACI Spec. Publ, 228(4), 51–78.
Taplin, G. R., & Grundy, P. (1999). Steel-concrete composite beams under repeated loading. Australasian Conference on the Mechanics of Structures and Materials 1999, 315–320.
Wang, T., & Hsu, T. T. C. (2001). Nonlinear finite element analysis of concrete structures using new constitutive models. Computers & Structures, 79(32), 2781–2791.
الخلاصة
تبحث هذه الدراسة في سلوك وأداء الاعتاب الصندوقية المقوسة أفقياً من الخرسانة المسلحة و الحاوية على فتحات رأسية أو عرضية غير مقواة او مقواة باستخدام خرسانة المساحيق الفعالة RPC أو المقواة خارجيا باستحدام بشرائح الكاربون EBR-CFRP حول الفتحات تحت تاثير الحمل باتجاه واحد أوالتكراري. تضمن العمل المختبري بالإضافة إلى العتب التجريبي ، تصنيع واختبار خمسة عشر عتبا صندوقيا مقوس افقيا من الخرسانة المسلحة مقسمة إلى ثلاث مجموعات. تضمت المجموعة الأولى ستة اعتاب (واحدة بدون فتحات وخمسة بفتحات رأسية) ، وتألفت المجموعة الثانية من خمسة اعتاب ذات فتحات عرضية ، بينما تضمنت المجموعة الثالثة أربع عينات (واحدة بدون فتحة وثلاث بفتحات عرضية) تحت تاثير الحمل التكراري. يأخذ البرنامج التجريبي في الاعتبار مجموعة من المتغيرات المستقلة: اتجاه محور الفتحات ، وموقع الفتحات خلال فضاء العتب، بالاضافة الى امكانية استعادة القوة بتقنية الخرسانة الهجينة (خرسانة المساحيق الفعالة RPC حول الفتحات) أو مقوى خارجيا بواسطة شرائح الكاربون EBR- CFRP حول الفتحات . تم اختبار جميع الاعتاب الصندوقية المستمرة ذات فضائين تحت تأثير الأحمال المركزة في الوجه العلوي عند منتصف كل فضاء.
أشارت النتائج التجريبية إلى أن وجود الفتحات في منطقة الالتواء و القص الاقصى (عند الزاوية 60 درجة) أدى إلى انخفاض كبير في الحمل النهائي بحوالي 11.5٪ للعتب الحاوي على فتحات رأسية و 46.4٪ للعتب الحاوي على فتحات عرضية بالمقارنة مع العتب بدون فتحات. أدى استخدام الخرسانة الهجينة (خرسانة المساحيق الفعالة RPC) إلى تعزيز قدرة الحمولة القصوى للعتب الحاوي على فتحات بزاوية 60 درجة بنسبة 4.8٪ و 25.9٪ للعتب بفتحات رأسية وعرضية على التوالي. أدى استخدام شرائح الكاربون EBR- CFRP كتقوية خارجية حول الفتحات إلى زيادة الحمل الاقصى للعتب الحاوي على فتحات رأسية ، في حين ان الحمل النهائي للعتب الحاوي على فتحات عرضية كان أقل من العتب بدون فتحات بنسبة 25.9٪. كان تصرف الاعتاب الصندوقية المقوسة المقواة وغير المقواة تحت الحمل التكراري مماثلة لتلك التي تعرضت للحمل باتجاه واحد مع انخفاض طفيف في الحمل الاقصى ويعزى ذلك الى تأثير الكلل و لكلا النوعين من التعزيز حول فتحات الخرسانة الهجينة (خرسانة المساحيق الفعالة RPC حول الفتحات) أو المقواة الخارجيا باستخدام رقائق الكاربون EBR- CFRP.
اعتمدت الدراسة العددية استخدام نموذج ثلاثي الأبعاد للعناصر المحددة ، باستخدام نموذج لدونة الخرسانة المشوه وخواص المواد التي تم الحصول عليها من الاختبارات العملية لمحاكاة جميع الاعتاب المختبرية الخمسة عشر ، بالإضافة إلى دراسة عددية للنظر في تاثير بعض المتغيرات التي لم يتم دراستها خلال العمل المختبري ضمن برامج ABAQUS / standard 2017. تضمنت الدراسة العددية تأثيرات بعض المتغيرات على اداء الاعتاب الصندوقية من الخرسانة المسلحة المقوسة أفقيًا ؛ شكل الفتحات ونصف قطر الانحناء وقوة خرسانة المساحيق الفعالة RPC. تمت مقارنة النتائج العددية مع تلك التي تم الحصول عليها من العمل المختبري متمثلا بمنحنى الحمولة- هطول منتصف الفضاء للعتب وكيفية انتشار و تفاقم التشققات بمتوسط تباين حوالي 5٪ و 8٪ و 20٪ لحمل التشقق الاولي والحمل الاقصى والهطول عند حمل الخدمة ، على التوالي. نتيجة للدراسة العددية ، أدى وجود فتحات دائرية أو مستطيلة في الاتجاه الرأسي إلى نفس الحمل الاقصى تقريبًا بواسطة استخدام نموذج ثلاثي الأبعاد للعنصر المحددة للعتب الحاوي على فتحة مربعة الشكل عند الزاوية °60 ، بينما في الاتجاه العرضي ، تم زيادة الحمل الاقصى قليلاً للعتب الحاوي على فتحة دائرية وانخفاض طفيف للعتب الحاوي على فتحة المستطيلة الشكل ، عند مقارنتها بالحمل الاقصى للعتب الحاوي على فتحة مربعة. يُظهر الحمل الاقصى للاعتاب بدون فتحات زيادة في الحمل الاقصى مقابل تقليل التقوس(1 / R) لنفس طول الفضاء وكانت تقريبًا (10.5٪ و 19.41٪) للتقوس (0.67 و 0.0) على التوالي إذا ما قورنت بالعتب ذو تقوس 0.87 للعملي ، بالنسبة للاعتاب الحاوية على فتحات زاد الحمل الاقصى بنحو (14.7٪ و 59.4٪) للتقوس (0.67 و 0.0) على التوالي مقارنتا بالعتب ذو تقوس 0.87 للعملي. زيادة طفيفة في الحمل الاقصى للاعتاب الحاوية على فتحات عند الزاوية °60 وكانت الزيادة 6.4٪ و 3.8٪ للفتحات الرأسية والعرضية ، على التوالي عند استخدام خرسانة المساحيق الفعالة RPC حول الفتحات ذو مقاومة 200MPa مقارنةً باستخدام خرسانة المساحيق الفعالة RPC ذو مقاومة 120 MPa. باستخدام تحليل العناصر المحددة ، تمكنا من توقع سلوك الاعتاب الصندوقية المقوسة أفقيا ذات الفتحات بدجة مقبولة، وكذلك استجابة الاعتاب ذات المتغيرات المختلفة.