Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Probabilistic mesoscale analysis of concrete beams subjected to flexure

Al-Jelawy Haider M., Al-Rumaithi Ayad, Fadhil Aqeel T., Al-Sherrawi Mohannad H.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2021

|

Vol. 26, no. 3

12--27

EN

In this paper, the probabilistic behavior of plain concrete beams subjected to flexure is studied using a continuous mesoscale model. The model is two-dimensional where aggregate and mortar are treated as separate constituents having their own characteristic properties. The aggregate is represented as ellipses and generated under prescribed grading curves. Ellipses are randomly placed so it requires probabilistic analysis for model using the Monte Carlo simulation with 20 realizations to represent geometry uncertainty. The nonlinear behavior is simulated with an isotropic damage model for the mortar, while the aggregate is assumed to be elastic. The isotropic damage model softening behavior is defined in terms of fracture mechanics parameters. This damage model is compared with the fixed crack model in macroscale study before using it in the mesoscale model. Then, it is used in the mesoscale model to simulate flexure test and compared to experimental data and shows a good agreement. The probabilistic behavior of the model response is presented through the standard deviation, moment parameters and cumulative probability density functions in different loading stages. It shows variation of the probabilistic characteristics between pre-peak and post-peak behaviour of load-CMOD curves.

2

Structural performance of reinforced concrete interior beam-column joints with high-strength bars

Kim Sang-Woo, Chang Hyo-Jun

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 3

200--213

EN

This study evaluates the structural performance of reinforced concrete interior beam–column joints having high-strength screw-type steel bars mechanically connected with couplers. A total of six full-scale specimens were cast and subjected to repeated cyclic lateral loads. High-strength screw-type reinforcing bars, with a yield strength of 690 MPa, were used as longitudinal reinforcement of the specimens. The main test variables were designed with and without couplers and the longitudinal reinforcement ratio of the beam. The couplers were applied to the plastic hinge zones of columns and beams to maximize their impact. The experiment confirmed that the flexural cracks generated near the couplers slightly influenced the initial stiffness, the yielding point of the longitudinal reinforcement of the beams, and the displacement at peak load of the specimens. However, the load versus story drift relationship, the peak load, and the ductility capacity of the specimens were not significantly affected. In addition, the analytical results obtained using the current structural design codes and finite element analysis were similar to the experimental results.

3

Research on the recycled and hybrid fibre reinforced self-compacting concrete under flexure

Pająk Małgorzata

Budownictwo i Architektura

|

2020

|

Vol. 19, no 3

113--122

EN

In the present study the steel fibres coming from the end-of-life tires were applied as a reinforcement of self-compacting concrete. The influence of the recycled fibres and their mixture with glass or polypropylene fibres (hybrid mixes) on the flexural behaviour of SCC was tested. The research revealed that the dosage of 1.5% of recycled fibres is highly effective in the SCC matrix. The values of the residual flexural tensile strengths obtained in the tests classified the R-SCC to be used as a partial replacement of the conventional reinforcement. The addition of other types of fibres to R-SCC caused the further enhancement of flexural parameters with no negative effect on the distribution of the fibres in the mix.

PL

W artykule podjęto próbę zastosowania włókien stalowych pochodzących z recyklingu opon do zbrojenia betonu samozagęszczalnego. Przeanalizowano wpływ włókien pochodzących z recyklingu opon oraz ich mieszanek z włóknami szklanymi oraz polipropylenowymi (mieszanek hybrydowych) na zachowanie betonu samozagęszczalnego przy zginaniu. W badaniach wykazano dużą efektywność włókien pochodzących z recyklingu opon w betonie samozagęszczalnym przy dozowaniu wynoszącym 1,5%. Bazując na uzyskanych wartościach resztkowych wytrzymałości na zginanie stwierdzono, że włókna mogą częściowo zastępować zbrojenie konwencjonalne. Dodatek innych typów włókien do R-SCC spowodował dalszą poprawę parametrów zginania bez negatywnego wpływu na rozkład włókien pochodzących z recyklingu w mieszance.

4

Doświadczalne badania żelbetowych belek wzmocnionych na zginanie naprężonymi taśmami CFRP

Kotynia R., Lasek K.

Inżynieria i Budownictwo

|

2016

|

R. 72, nr 5

276--282

PL

Przedstawiono wyniki badań belek wzmocnionych na zginanie naprężonymi taśmami z włóknami węglowymi (CFRP). Przeanalizowano wpływ historii obciążenia elementów przed wzmocnieniem na efektywność wzmocnienia w stanach granicznych nośności i użytkowalności. Skoncentrowano się na wpływie wstępnego obciążenia elementu na efektywność wzmocnienia i stopień wykorzystania wytrzymałości kompozytu na rozciąganie.

EN

A paper shows results of the experimental tests carried out study of on reinforced concrete beams strengthened in flexure with pretensioned carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminates. The original achievement of this study is the analysis of the of load history influence before strengthening on the strengthening efficiency in the ULS and SLS. A practical aspect of the research focuses on the preloading level on the gain of strengthening and the exhaustion of the tensile strength of the composite.

5

Badania doświadczalne kablobetonowych dźwigarów wzmocnionych materiałami kompozytowymi CFRP

Staśkiewicz M., Kotynia R., Michels J, Czaderski Ch., Motavalli M.

Budownictwo i Architektura

|

2014

|

Vol. 13, nr 3

159--166

PL

Tematem pracy jest program badań doświadczalnych przeprowadzonych w ramach Polsko-Szwajcarskiego Programu Badawczego „TULCOEMPA” realizowanego przez Politechnikę Łódzką we współpracy ze szwajcarskim instytutem EMPA Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology. Głównym celem projektu jest wzmocnienie istniejących belek mostowych przy użyciu naprężonych taśm kompozytowych CFRP z zastosowaniem innowacyjnej metody bezkotwowej aplikacji „gradientowej”. Badania doświadczalne przeprowadzone na replikach dźwigarów mostowych o długości 18,4m, wykonanych w rzeczywistej skali, potwierdziły skuteczność zaproponowanego wzmocnienia. Przyrost nośności kablobetonowego dźwigara po wzmocnieniu wyniósł 24% w porównaniu z elementem referencyjnym, osiągając przy tym o ponad 60% mniejsze ugięcia.

EN

The paper presents a research carried out within the framework of the Polish-Swiss “Tulcoempa” project, carried out by Lodz University of Technology and EMPA Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology. The main goal of the project was to perform the first field application of an innovative, anchorless flexural strengthening with use of prestressed CFRP laminates on an existing bridge in Poland. Laboratory tests were conducted to verify the efficiency of the strengthening of two real-scale, 18.4m long, post-tensioned bridge girders reconstructed at EMPA institute. Flexural strengthening was successful and resulted in an increase of the member’s load capacity by 24% and reduction of the midspan deflection by more than 60%.

6

Eksploatacja w rowie II-rzędu złoża węgla brunatnego Bełchatów - dobór technologii prowadzenia robót górniczych dla zabezpieczenia eksploatacji do rzędnej - 110 m n.p.m.

Czarnecki L., Jurczuk M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2013

|

R. 54, nr 1

62--68

PL

W artykule przedstawiono problemy związane z zabezpieczeniem eksploatacji w zachodniej części rowu II-rzędu, gdzie stwierdzono występowanie struktury geologicznej, w granicach której wydzielono dwa rejony zagrożeń, rejon X/S (w zakresie rzędnych +90/ -25 m n.p.m.) oraz rejon XV/S (20/ -110 m n.p.m.) W trakcie prowadzenia eksploatacji w piętrach VII i VIII, dochodziło do rozwoju niewielkich osuwisk oraz obserwowano reakcje reperów powierzchniowej sieci obserwacyjnej. W marcu 2011 roku, w czasie realizacji zabierki w piętrze VIII (eksploatacja do rzędnej +20 m n.p.m.), doszło do rozwoju osuwiska i strefowego wyparcia poziomu na wysokość ok. 3-4 m . Obserwacje wskazywały na możliwość rozwoju wieloskarpowego osuwiska, które utrudni eksploatację w strefie do rzędnej -110 m n.p.m. Podczas eksploatacji w VIII i IX piętrze górniczym, poprzez zestramianie zbocza oraz kontrolowane prowokowanie pełzania osuwającego się fragmentu zbocza, wyeksploatowano znaczny fragment osuniętych gruntów. Pozwoliło to na ograniczenie zagrożeń dla eksploatacji w zakresie rzędnych -20/-110 m n.p.m.

EN

Problems connected with securing exploitation in the western part of II-order graben were presented in paper. Occurrence of geological structure was noted in that area, in which two hazardous areas were distinguished. Area X/S (ordinate +90/-25 m a.s.l) and area XV/S (20/-110 m a.s.l). During exploitation in levels VII and VIII, expansion of small landslides and reaction of superficial observation network bench marks occurred. In march 2011, during exploitation in level VIII (exploitation to ordinate +20 m a.s.l), expansion of landslide and zonal displacement of level, up to 3-4 m occurred. Observations showed possibility of multiscarp landslide, that will make exploitation difficult in zone, up to ordinate -110 m a.s.l. During level VIII and IX exploitation, sloping of slide and controlled provoking of crawling of sliding bevel was performed. During that, part of slided part was exploited. That allowed to limit the hazards for exploitation in ordinates -20/-110 m a.s.l.

7

Analiza efektywności wzmocnień żelbetowych elementów zginanych za pomocą wstępnie naprężonych kompozytów CFRP

Kotynia R., Staśkiewicz M.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 1

131--138

PL

Tematem pracy jest zagadnienie wzmacniania elementów żelbetowych na zginanie przy użyciu naprężonych kompozytów z włóknami węglowymi CFRP. Przedstawiono zasadnicze problemy związane z technologią wzmacniania i sposobami zakotwień kompozytów. Autorzy opracowali bazędanych doświadczalnych badań własnych i obcych, na podstawie której omówiono mechanizmy zniszczenia wzmocnionych elementów oraz przeprowadzono analizę efektywności wzmocnienia elementów w zależności od wybranych parametrów zmiennych. Zasadniczym celem analizy było określenie wpływu stopnia istniejącego zbrojenia stalowego, stopnia zbrojenia kompozytowego oraz poziomu wstępnego naprężenia taśm na stopień wzmocnienia elementów zarówno w stanie granicznym nośności, jaki i użytkowności.

EN

The subject of the paper is the analysis of the efficiency of strengthening of RC structures for flexure with use of prestressed CFRP composites. Basic methods of application of the strengthening are described along with the issues connected with the prestressing and anchorage of the CFRP materials. The authors prepared a database of the results of experimental tests based on the published research, which was the basis for the analysis of failure modes of the strengthened members and its efficiency depending on the characteristics of members. The aim of the paper was to define the influence of steel reinforcement ratio, composite reinforcement ratio and initial CFRP prestressing strain on the efficiency of the applied strengthening in terms of load capacity and serviceability conditions.

8

Numerical solution of the three point bending of glass in application to the inverse analysis of this test

Pernach M., Środa M., Kustra P.

Computer Methods in Materials Science

|

2011

|

Vol. 11, No. 1

95-100

EN

Numerical model of glass deformation is presented in this paper. The model is based on the solution of the Maxwell approach and, beyond the flow of the glass, it also describes the stress relaxation behavior at elevated temperatures. This model is applied to the three point bending test. 2D and 3D solutions are performed using Abaqus finite element software. The general objective of the paper is application of the developed model to identification of the material parameters. Three point bending experiments were performed at various temperatures and inverse problem was formulated. The relaxation functions, shear modulus and bulk modulus were identified by Prony series. The properties of viscoelastic material determined at one particular temperature is transposed to another temperature using Williams-Landell-Ferry equation. Comparison of the 2D and 3D simulations is the particular objective of the work. Inverse calculations involve increase of the computing costs, which are particularly high in the case of the 3D solution of the direct problem. Therefore, The error connected with application of the 2D model is evaluated in the paper and recommendations regarding accuracy of the inverse analysis based on the 2D direct problem model are given.

PL

W pracy przedstawiono numeryczny model odkształcania szkła. Model oparto na rozwiązaniu Maxwella, który pozwala opisać zjawisko relaksacji naprężeń w podwyższonych temperaturach. Model trój punktowego zginania szkła w układzie 2D i 3D zaimplementowano w programie Abaqus. Podstawowym celem pracy było stworzenie modelu, który pozwalałaby na identyfikację parametrów materiałowych szkła opisujących lepkościowe płynięcie szkła w trakcie jego od-kształcania. Badania doświadczalne zginania szkła przeprowadzono dla zmiennych warunków temperaturowych. Funkcje relaksacji, moduł ścinania i ściśliwości określono za pomocą szeregów Prony'ego. Właściwości lepkosprężyste materiału wyznaczone w jednej temperaturze transponowano za pomocą równania Williama-Landella-Ferryego do innych temperatur. W pracy porównano wyniki symulacji w układzie 2D i 3D.

9

Approaches for finite element simulations of FRP - strengthened concrete beams and slabs

Neale K., Godat A., Abdel Baky H., Elsayed W., Ebead U.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2011

|

Vol. 4, no. 4

59-72

EN

I his paper presents the nonlinear finite element modelling of reinforced concrete members externally strengthened with fibre reinforced polymers (FRPs). Modelling approaches for various applications are reviewed, including the flexural and shear strengthening of beams, as well as the FRP strengthening of two-way slabs. Two types of strengthening methods are considered; namely externally bonded and mechanically fastened FRP strengthening schemes. In all applications, special attention is paid to the implementation of appropriate constitutive models for the FRP/concrete interfaces. To obtain accurate predictions, these models must be capable of properly simulating interfacial stresses and strains, as well as characterizing possible debonding failures. The performance of the various numerical models is assessed through comparisons with appropriate experimental data. It is shown that, with adequate interface models, the numerical predictions can compare very well with experimental measurements in terms of ultimate load carrying capacities, load-deflection relationships and failure modes. The numerical analyses are shown to provide useful insight into phenomena that are difficult to obtain experimentally (e.g., interfacial stress distributions and interfacial slip profiles).

PL

W artykule przedstawiono sposób modelowania za pomocą nieliniowych elementów skończonych żelbetowych elementów zewnętrznie wzmocnionych polimerami FRP. Omówiono sposoby modelowania dla różnych zastosowań, w tym dla belek wzmacnianych na zginanie i ścinanie, jak również wzmocnienie FRP krzyżowo zbrojonych płyt. Rozważano dwie metody wzmocnienia, a mianowicie zewnętrznie przyspajane oraz mechanicznie przymocowane wzmocnienie FRP. We wszystkich zastosowaniach specjalną uwagę zwracano na zastosowanie odpowiedniego modelu konstytutywnego dla powierzchni styku betonu z FRP. Aby otrzymać dokładne wyniki, modele te muszą mieć możliwość właściwego odwzorowania naprężeń i odkształceń na powierzchni styku, jak również charakteryzować się możliwością zniszczenia przez odspojenie materiału wzmacniającego od podłoża. Wyniki otrzymane z obliczeń numerycznych oceniono poprzez porównanie z odpowiednimi danymi doświadczalnymi. Pokazano, że stosując odpowiednie modele powierzchni styku, wyniki numerycznych obliczeń bardzo dobrze odpowiadają pomiarom doświadczalnym, w zakresie nośności, zależności pomiędzy obciążeniem i ugięciem oraz sposobu zniszczenia. Analizy numeryczne pokazano aby uzyskać przydatny wgląd w zjawiska, które trudno uzyskać doświadczalnie (np. rozkład naprężeń czy charakterystykę poślizgu na powierzchni styku).