Badania doświadczalne i numeryczne beleczek betonowych wzmacnianych włóknami przy zginaniu czteropunktowym

• Autorzy: Erdem R. Tuğrul

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2021.26.5.6

Warianty tytułu

EN

Experimental and numerical study of fiber reinforced concrete beams in four-point bending

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy zbadano zachowanie się beleczek betonowych z włóknami i bez nich. W części doświadczalnej wykonano łącznie 16 próbek beleczek o różnych wymiarach przekroju. 12 próbek zostało wzmocnionych włóknami syntetycznymi, które nadają betonowi twardość, udarność i wytrzymałość zmęczeniową. Stosunek masowy włókien w próbkach wynosi od 0% do 0.20%. Próbki poddawane są próbie czteropunktowego zginania w celu uzyskania maksymalnych wartości obciążenia i przemieszczenia, aż do osiągnięcia stanu zniszczenia. Następnie próbki belek są modelowane w programie do analizy elementów skończonych Abacus. Ze względu na porównanie wartości doświadczalnych i numerycznych oraz rozkładów naprężeń w próbkach widać, że analiza numeryczna może być rozwiązaniem przy badaniu zachowania się beleczek o różnych wymiarach w zginaniu czteropunktowym.

EN

In this study, the behavior of concrete beams with and without fiber was investigated. In the experimental part, a total of 16 beam specimens were manufactured having different section sizes. 12 specimens were reinforced with synthetic fibers, that provide toughness, impact, and fatigue strength to concrete. The fiber ratios of the samples varied between 0% and 0.20% by mass. The samples were subjected to a four-point bending test to obtain the maximum load and displacement values, until they reached the failure modes. Subsequently, the beam samples were modelled in the Abacus finite element analysis software. Due to the comparison of experimental and numerical values and stress distributions of the specimens, it is seen that numerical analysis could be an option when investigating the behavior of beams with different dimensions in four-point bending.

Słowa kluczowe

PL

beleczka; zginanie; beton; włókno wzmacniające; włókno syntetyczne; badanie doświadczalne; analiza numeryczna; Abaqus

EN

beam; bending; concrete; strengthening fibre; synthetic fibre; experimental investigation; numerical analysis; Abaqus

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 26, nr 5
• Strony: 431--443
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Erdem R. Tuğrul

• Department of Civil Engineering, Manisa Celal Bayar University, Manisa, Turkey

Bibliografia

• 1. W. Abbass, M.I. Khan, S. Mourad, Evaluation of mechanical properties of steel fiber reinforced concrete with different strengths of concrete. Constr. Build. Mat. 168, 556-569 (2018).
• 2. N.K. Krishna, M. Prasanth, R. Gowtham, S. Karthic, K.M. Mini, Enhancement of properties of concrete using natural fibers. Mat. Today: Proc. 5(11), 23816-23823 (2018).
• 3. X. Wu, S. Wang, J. Yang, S. Zhu, Experimental study on mechanical performances of different fibre reinforced lightweight concretes. Rom. J. Mat. 49(3), 434-442 (2019).
• 4. V. Guerini, A. Conforti, G. Plizzari, S. Kawashima, Influence of steel and macro-synthetic fibers on concrete properties. Fibers. 6(3), 47-61 (2018).
• 5. R. Manju, Experimental and analytical investigation on flexural behaviour of high strength fibre reinforced concrete (hsfrc) beams. Rom. J. Mat. 49(3), 416-423 (2019).
• 6. I.G. Colombo, M. Colombo, M.D. Prisco, Bending behaviour of textile reinforced concrete sandwich beams. Constr. Build. Mat. 95, 675-685 (2015).
• 7. I.H. Yang, C. Joh, B.S. Kim, Structural behavior of ultra high performance concrete beams subjected to bending. Eng. Struct. 32(11), 3478-3487 (2010).
• 8. F.O. Navas, J. Navarro-Gregori, G.L. Herdocia, P. Serna, E. Cuenca, An experimental study on the shear behaviour of reinforced concrete beams with macro-synthetic fibres. Constr. Build Mat. 169, 888-899 (2018).
• 9. L. Biolzi, S. Cattaneo, Response of steel fiber reinforced high strength concrete beams: Experiments and code predictions. Cem. Conc. Comp. 77, 1-13 (2017).
• 10. D.L. Nguyen, D.J. Kim, G.S. Ryu, K.T. Koh, Size effect on flexural behavior of ultra-high-performance hybrid fiber-reinforced concrete. Composites B Eng. 45(1), 1104-1116 (2013).
• 11. S. Yıldız, Z.Ç. Ulucan, An investigation on the effect of glass fiber contents to the top load in the concrete pipes. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ. 23(2), 267-271 (2008).
• 12. T. Jankowiak, T. Lodygowski, Identification of parameters of concrete damage plasticity constitutive model. Found. J. Civ. Environ. Eng. 6, 53-69 (2005).
• 13. Abaqus User’s Manual Version 6.12, SIMULIA, Dassault Systèmes Simulia Corp (2015).
• 14. Turkish Standard Testing hardened concrete - Part 4: Compressive strength - Specification for testing machines. TS EN 12390-4 April, (2002).
• 15. Turkish Standard Testing hardened concrete - Part 5: Flexural strength of test specimens. TS EN 12390-5 April, (2010).
• 16. J.B. Mander, M.J. Priestley, R. Park, Theoretical stress-strain model for confined concrete. J Struct. Eng. 114, 1804-1826 (1988).
• 17. C. Li, H. Hao, K. Bi, Numerical study on the seismic performance of precast segmental concrete columns under cyclic loading. Eng. Struct. 148, 373-386 (2017).
• 18. S. Demirhan, G. Yıldırım, Q.S. Banyhussan, Ö. Anıl, R.T. Erdem, M. Şahmaran, M Impact behaviour of nanomodified deflection-hardening fibre-reinforced concretes. Mag. Conc. Res. 72(17), 865-887 (2020).