Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza obciążeń narzędzi gnących na przykładzie narzędzia zaginarki

Kut Stanisław

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2023

|

nr 5-6

46--55

PL

Zastosowanie blach ze stali coraz bardziej wytrzymałych umożliwia obniżenie masy konstrukcji blaszanych, ale powoduje wzrost obciążenia narzędzi kształtujących. Z tego względu efektywne projektowanie i wytwarzanie narzędzi gnących wymaga znajomości sił działających na te narzędzia podczas gięcia.

2

A study of factors affecting wear and destruction of teeth in gear mechanisms

Mustafayev Amir G., Nasirov Chingiz R

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 9

604--610

EN

Transmission gears are very widely used in the modern construction of the machine. Even though electrical transmissions are used, mainly mechanical transmissions are widely used in the machine building industry as they are independent and better than other transmissions. Distributing power between the transmission mechanisms and working units of various machines, by changing the angle of momentum by adjusting the speed of the parts, it is possible to change the type of movement, turn the mechanism on and off, and change the direction of the transmission mechanisms. One of the most widespread types of transmission technology is gear transmission. Tens of thousands of kilowatt-hours of gears can be transmitted. The advantages of gear transmission in comparison with others are their ability to maintain their reliability and long-term functioning of the teeth, high value of the working coefficient (0.90–0.99), simple construction, lack of special service, simplicity of the transmission number and compactness of dimensions. The missing aspects of these transmissions are high precision in their preparation and installation, and low noise level. The main criterion for the working ability of the closed gear transmissions is the contact endurance of the active surface of the tooth. For this reason, the main dimensions of the transmission are determined by the contact tension and by teeth bending.

PL

Przekładnie zębate znajdują szerokie zastosowanie w nowoczesnych maszynach. Chociaż stosuje się także przekładnie elektryczne, to w przemyśle maszynowym stosowane są głównie przekładnie mechaniczne, ponieważ są one niezależne i lepsze od innych rodzajów przekładni. Przekładnie zębate umożliwiają rozprowadzenie mocy między mechanizmami przekładni a różnymi jednostkami roboczymi poszczególnych maszyn, poprzez zmianę kąta pędu i regulację prędkości części. Dzięki temu można zmieniać rodzaj ruchu, włączać i wyłączać mechanizmy oraz zmieniać kierunek mechanizmów przekładni. Jednym z najbardziej powszechnych rodzajów przekładni są przekładnie zębate. Mogą one przenosić dziesiątki tysięcy kilowatogodzin mocy. Przewaga przekładni zębatych nad innymi mechanizmami tego typu tkwi w ich niezawodności, trwałości zębów, wysokiej wartości współczynnika pracy (0,90–0,99), prostej konstrukcji, braku wymogu specjalnego serwisowania, prostocie liczby przełożeń i niewielkich wymiarach. To, czego im brakuje, to zachowanie wysokiej precyzji wykonania i montażu oraz niski poziom hałasu. Głównym kryterium decydującym o sprawności zamkniętych przekładni zębatych jest wytrzymałość styku aktywnej powierzchni zęba. Z tego powodu główne wymiary przekładni zależą od naprężenia stykowego i zginania zębów.

3

Wykorzystanie zdolności pochłaniania energii do wyznaczania wytrzymałości resztkowych fibrokompozytów

Głodkowska Wiesława, Laskowska-Bury Joanna, Lehmann Marek

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 3

1--4

PL

W artykule omówiono sposób wyznaczania wytrzymałości resztkowych z wykorzystaniem zdolności pochłaniania energii przez fibrokompozyt. Badania przeprowadzono przez zginanie płyt o przekroju kwadratowym podpartych przegubowo na obwodzie. Określone w ten sposób wytrzymałości resztkowe cechują się znacznie mniejszym współczynnikiem zmienności niż wyznaczone wg PN-EN 14651:2007. Opisane badanie jest alternatywą dla 3-punktowego zginania belek i pozwala na wyznaczenie tej cechy z większą wiarygodnością.

EN

The article discusses the method of determining residual strength using the energy absorption capacity of fibrecomposite. The research was carried out by bending square cross-section plates simply supported at the perimeter. The residual strengths determined in this way are characterized by a much lower coefficient of variation than those determined using the normative method according to PN-EN 14651:2007. The described test is an alternative to 3-point bending of beams and allows to determine this feature with greater reliability.

4

Wykorzystanie technologii druku 3D do wzmocnienia zginanych zimnogiętych profili typu C

Major Maciej, Kalinowski Jarosław, Kosiń Mariusz

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 10

21--25

PL

Artykuł przedstawia wykorzystanie technologii druku 3D do wzmocnienia stalowych profili zimnogiętych typu C. Przedmiotem analizy były zimnogięte belki stalowe usztywnione w połowie rozpiętości elementami wykonanymi w technologii druku 3D. Zaprezentowano wyniki doświadczalno-numeryczne trójpunktowego zginania. Obliczenia numeryczne przeprowadzono, uwzględniając nieliniowość materiału z uwzględnieniem dużych przemieszczeń. Analiza potwierdziła zwiększenie sztywności modeli poddanych trójpunktowemu zginaniu z wykorzystaniem usztywnienia wykonanego w technologii druku 3D z użyciem filamentu ABS.

EN

The article presents the use of 3D printing technology to strengthen cold-formed C-type steel profiles. The subject of the analysis were cold-formed steel beams stiffened in the middle of the span with elements made in 3D printing technology. The paper presents experimental and numerical results of three-point bending. Numerical calculations were carried out in the nonlinear range of the material and taking into account large displacements. The analysis confirmed the increase in stiffness of the models subjected to three-point bending with the use of a stiffener made in the incremental printing technology with the use of ABS filament.

5

Badania doświadczalne zginanych kształtowników giętych na zimno

Górski Marcin, Budziński Rafał, Sieńkowska-Szpetnar Katarzyna

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 1-2

30--34

PL

W artykule przedstawiono zakres oraz wyniki badań doświadczalnych elementów dwugałęziowych z ceowych lub zetowych kształtowników giętych na zimno o rozpiętości 3 m w schemacie czteropunktowego zginania. Porównano nośności otrzymane z badań doświadczalnych dla przekrojów bazowych i przekrojów z dodatkowymi usztywnieniami na środniku oraz opisano uzyskane formy zniszczenia.

EN

The article presents the course and results of experimental tests conducted on built-up members consisting of two cold-formed channel or zeta sections with a span of 3m in four point bending scheme. The bending resistance obtained from experimental tests for basic sections and sections with additional stiffeners on the web are compared and the observed forms of failure are described.

6

Theoretical probabilistic nonlinear analysis of post-tensioned bridge cross-sections with the application of random fields

Owerko Piotr

Architecture Civil Engineering Environment

|

2023

|

Vol. 16, no. 2

127--136

EN

The paper presents a proprietary procedure for the analysis of normal stress distributions in post-tensioned cross-sections. It has a significant advantage over conventional commonly used approaches based solely on the envelope analysis as it provides stress levels in all components of the cross-section. The procedure was used in a series of probabilistic analyses with the adoption of random fields. These fields represented uncertainties in strain-stress relationship in concrete. The analysis covered several types of cross-sections and several types of random fields. Key observations from the conducted simulations are as follows: (I) the widest ranges of the probable maximum stresses (i.e. the lowest indexes of reliability) were obtained for sections with relatively low heights of the compressive zone. (II) The highest probabilistic sensitivity to the type of random field used was found in tall sections with a relatively large compressive zone. (III) The greatest sensitivity to batch uncertainties was evident in all cross-sections when using squared exponential random fields. (IV) The greatest relative sensitivity to the batch uncertainties in the form of the random field compliant with the guidelines of the Joint Comity of Structural Safety (JCSS) was evident in the analyses of the tallest cross-section corresponding to the incrementally launched bridges.

7

Numerical failure analysis of laminated beams using a refined finite element model

Layachi Maroua, Khechai Abdelhak, Ghrieb Abderrahmane, Layachi Safa

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 1(75)

32--57

EN

In the present investigation, laminated composite beams subjected to a bending static loading are studied in order to determine their failure mechanisms and the first ply failure (FPF) load. The FPF analysis is performed using a refined rectangular plate element. The present element is formulated based on the classical lamination theory (CLT) to calculate the in-plane stresses. To achieve this goal, several failure criterions, including Tsai-Wu, Tsai-Hill, Hashin, and Maximum Stress criteria, are used to predict failure mechanisms. These criterions are implemented within the finite element code to predict the different failure damages and responses of laminated beams from the initial loading to the final failure. The numerical results obtained using the present element compare favorably with those given by the analytic approaches. It is observed that the numerical results are very close to the analytical results, which demonstrates the accuracy of the present element. Finally, several parameters, such as fiber orientations, stacking sequences, and boundary conditions, are considered to determine and understand their effects on the strength of these laminated beams.

8

Wybrane problemy zginania żelbetowych stropów gęstożebrowych wg PN-EN 15037

Musiał Michał, Grzymski Filip, Pazdan Maciej, Trapko Tomasz

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 11

116--118

PL

Wprowadzenie PN-EN 15037 wymusiło m.in.: konieczność dostosowania dokumentacji technicznej, a także wprowadzenie zmian w geometrii i zbrojeniu oferowanych prefabrykatów. W artykule opisano problemy związane z dostosowaniem stropów Teriva do wymagań PN-EN 15037. Skoncentrowano się na nośności zgięciowej tych stropów. Zaproponowano sposób jej obliczania, który prowadzi do pewnych oszczędności w zbrojeniu (w stosunku do dotychczas stosowanego typoszeregu belek), pomimo zwiększenia obciążeń.

EN

The implementation of PN-EN 15037 exacted i.a.: the necessity of the technical documentation updating, the introducing of geometry and reinforcement changes of offered prefabs. In the paper the problems concerning the adaptation of Teriva floors to the PN-EN 15037 requirements were described. The paper focused on bending load capacity of these floors. The method of the load capacity calculation was proposed. It leads to certain reduction of reinforcement (in relation to beams applying so far) despite loads increase.

9

Pręty kompozytowe BFRP jako zbrojenie w prefabrykowanych belkach betonowych

Krassowska Julita, Kosior-Kazberuk Marta

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 4

30--32

PL

Do głównych zalet prętów kompozytowych BFRP (basalt fibre reinforced polymers) należy zaliczyć odporność na korozję oraz małą masę. Ich wykorzystanie w budownictwie jest jednak ograniczone ze względu na wysoki koszt początkowy oraz zbyt małą sztywność elementów konstrukcyjnych. Rozwiązaniem może okazać się pełna prefabrykacja takich elementów. W artykule zaprezentowano wyniki badań porównawczych prefabrykowanych elementów belkowych o długości 4500 mm ze zbrojeniem podłużnym oraz poprzecznym w postaci prętów stalowych i prętów kompozytowych BFRP. Określono nośność na zginanie oraz ścinanie, a także ugięcie i charakter zniszczenia badanych elementów.

EN

Composite bars BFRP (basalt fiber reinforced polymers) are increasingly used in construction. Their main advantages are corrosion resistance and the lightweight of the bars. However, despite the advantages over steel bars, the development of structures using non-metallic composite bars is limited due to the high initial cost and insufficient stiffness of the structural elements. The solution may be the full prefabrication of such elements. The article presents the results of a comparative study of 4500 mm long prefabricated beam elements with longitudinal and transverse reinforcement in the form of steel bars and BFRP composite bars. The resistance to bending and shear was determined, as well as the deflection and the nature of the failure of the tested elements.

10

Zbrojenie kompozytowe z włókien szklanych - potencjalne źródło problemów inżynierskich

Błyszko Jarosław

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 3-4

128--131

PL

W artykule omówiono zastosowanie prętów kompozytowych z włókna szklanego jako alternatywnego sposobu zbrojenia elementów zginanych. Przedstawiono koncepcję zbrojenia minimalnego wyliczanego na podstawie układu sił w przekroju zginanym, a następnie porównano z wynikami badań. Wykazano, że w przypadku zbrojenia GFRP opieranie się jedynie na zależnościach statycznych może prowadzić do zaniżenia nośności.

EN

This paper presents the use of fiberglass composite bars as an alternative reinforcement method for flexural elements. The concept of the minimal reinforcement calculated from the balance of forces in the element is presented and then compared with test results. It is shown that when calculating the minimum degree of GFRP reinforcement, basing only on static relationships can result in too low a load capacity.

11

Przegląd metod wzmacniania konstrukcji żelbetowych przy użyciu materiałów kompozytowych

Kotynia Renata

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 11-12

503--515

PL

W pracy przedstawiono sposoby wzmacniania elementów żelbetowych przy użyciu biernych i czynnych systemów wzmacniania materiałami z włóknami węglowymi CFRP przyklejanymi na powierzchni betonu lub wklejanymi w betonowe bruzdy. Omówiono zagadnienia wzmocnień dotyczące zginania i ścinania sposobem biernym oraz czynne systemy wzmocnień. Zaprezentowano wyniki badań własnych prowadzonych w Katedrze Budownictwa Betonowego PŁ w zakresie wzmocnień na zginanie metodami EBR oraz NSMR przy użyciu biernych i czynnych technik. Dodatkowo przedstawiono wyniki badań własnych wzmocnień na ścinanie przy użyciu taśm i mat przyklejanych na zewnętrznej powierzchni oraz taśm wklejanych metodą NSMR.

EN

The paper presents strengthening methods of reinforced concrete elements using passive and active strengthening systems with CFRP carbon fibre materials bonded on the concrete surface or embedded in concrete grooves. The issues of passive and active flexural and shear strengthening have been discussed. The results of own research, carried out at the Department of Concrete Structures, have been presented in the field of flexural strengthening by EBR and NSMR methods, using both passive and active techniques. Additionally, the results of the own research on shear strengthening using strips bonded on the surface using the NSMR method have been presented.

12

Badania doświadczalne wpływu włókien hybrydowych na zachowanie się belek żelbetowych przy zginaniu

Shanthi Vengadeshwari R., Jagannatha Reddy H.N., Prabhakara R.

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 1

59--70

PL

Dodatek włókien jest obiecującym rozwiązaniem, poprawiającym zachowanie belek żelbetowych przy zginaniu. Wpływa na poprawę właściwości tych belek w zakresie obciążenia szczytowego, plastyczności i absorpcji energii. Nieefektywne włókna mono w betonie działają bardzo efektywnie, gdy są połączone poprzez hybrydyzację i przyczyniają się do zwiększenia wytrzymałości. Hybrydyzacja włókien zapewnia poprawę właściwości mieszanki betonowej i stwardniałego betonu. Dla zapewnienia optymalnych właściwości użytkowych ważniejszy jest synergiczny efekt włókien. Wprowadzenie dwóch rodzajów włókien do matrycy betonowej skutecznie mostkuje rysy. W celu zbadania wpływu hybrydyzacji włókien na zginanie, przygotowano belki żelbetowe, przeprowadzono doświadczenia i porównano wyniki z belkami kontrolnymi. W niniejszej pracy zamierzano ocenić i porównać wpływ włókien stalowych i bazaltowych, w postaci mono i hybrydowej, na przebieg zginania, a mianowicie pierwsze obciążenie przy pęknięciu, zachowanie się pod wpływem obciążenia, plastyczność, szerokość pęknięcia i wytrzymałość na zginanie belek żelbetowych. Do oceny właściwości mechanicznych betonu zbrojonego włóknami klasy M40, wybrano udziały objętościowe włókien wynoszące 0,25%, 0,5% i 0,75%. Połączenie włókien bazaltowych z włóknami stalowymi, w znacznym stopniu poprawia właściwości poprzez synergię działania. Na podstawie ogólnej oceny właściwości mechanicznych ustalono, że połączenie włókien bazaltowych i stalowych w ilości odpowiednio 0,25% i 0,75%, dało najlepsze wyniki. Optymalne udziały objętościowe tych włókien zastosowano do wykonania belek. Tam, gdzie było to możliwe, wyniki prób zginania były weryfikowane z normami indyjskimi.

EN

Addition of fiber is a promising solution, to enhance the flexural behaviour of reinforced cement concrete [RCC] beams. It improves the peak load, ductility and energy absorption characteristics of RCC. Ineffective mono fibers in the concrete perform very effective, when combined through the hybridization and contribute towards the strength. Fiber hybridization offers appreciable improvement in fresh and hardened properties of concrete. To achieve optimum performance, synergetic effect of fibers is more important. Incorporation of two fibers in concrete matrix, bridges the cracks effectively. Hence to investigate the effect fiber hybridization in the flexural performance, RCC beams were cast, experimented and the results were compared with the control beams. In the present study, it is intended to evaluate and compare the impact of steel and basalt fibers in mono form and hybrid form, on the flexural parameters such as first crack load, load response behaviour, ductility, crack width and flexural strength of RCC beams. To evaluate the mechanical properties of M40 grade fiber reinforced concrete, volume fractions chosen were 0.25%, 0.5% and 0.75%.Comparatively addition of basalt fibers with steel fibers, improves synergetic response to a considerable extent. From overall assessment of the mechanical properties, it was established that the combination of basalt and steel fibers at 0.25% and 0.75% respectively, produced optimum results. Optimum volume fraction of fibers identified is used in the casting of RCC beams. Wherever possible, flexural parameters were cross checked, with Indian Standards.

13

Badania na zginanie słupów oświetleniowych z kompozytów polimerowych wzmocnionych włóknem szklanym

Michałek Jarosław

Builder

|

2022

|

R.26, nr 4

46--48

PL

Celem artykułu jest przybliżenie tematyki słupów kompozytowych polimerowych wzmocnionych włóknem szklanym, a także zaprezentowanie materiałów składowych kompozytu i wybranej technologii produkcji słupów oświetleniowych. Słupy te coraz częściej zastępują słupy wykonane z tradycyjnych materiałów, takich jak stal oraz beton. W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych kompozytowych słupów oświetleniowych o wysokości L = 12,0 m. Podczas badania na zginanie oświetleniowe słupy kompozytowe przejęły bezpiecznie minimalne obciążenia graniczne w klasie A dla eksploatacji słupów ze wspornikiem jednostronnym i dwustronnym. Stwierdzono, że słupy ze względu na ugięcie można zaliczyć do 3 klasy według normy PN-EN 40-3-3:2013-06.

EN

The aim of this paper is to introduce the subject of glass fiber reinforced polymer composite poles, to present the composite component materials and the chosen technology for the production of lighting poles. These poles are increasingly replacing poles made of traditional materials such as steel and concrete. This paper presents the results of strength tests of composite lighting poles with height L = 12.0 m. During the bending test, the composite lighting poles safely took the minimum limit loads in class A for the operation of the poles with single-sided and double-sided booms. It was found that the columns due to deflection can be classified as class 3 according to PN-EN 40-3-3:2013-06.

14

Designing a Three-Dimensional Woven Fabric Structure as an Element of a Baby Stroller

Bethalihem Samuel T., Barburski Marcin, Lemmi Tsegaye Sh.

Autex Research Journal

|

2022

|

Vol. 22, no. 2

148--154

EN

A baby stroller allows the transportation of a child over long or short distances. The materials used to produce the stroller make it heavy for users, which creates difficulties when lifting the stroller. The goal of this project was to design and fabricate a three-dimensional (3D) fabric structure that can be used as part of a stroller seat to improve its mechanical and physical properties. The idea of implementing a woven 3D system allows the development of an egg-shaped or shell-like structure as part of a stroller seat. The combination of double-woven material and honeycomb polypropylene (as the reinforcing material) was used to create a 3D composite structure. Single and double layers of polypropylene honeycomb sandwiched within layers of linen flax fabric were used to prepare the composite samples. Subsequently, tests on mechanical and physical properties, such as density, flexural strength, and tensile strength, were carried out. Analysis of the results showed that the composite with one layer of honeycomb has half the density of polyvinyl chloride.

15

Study on mechanical properties of notched steel wire under tension and bending

Fei Hongyu, Sun Quansheng, Yang Jianxi

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

467--480

EN

The fracture reason of steel wire cable is complex, and the corrosion and local bending effect of anchorage end of steel wire cable under tension are one of the main factors. Taking the steel wire of an arch bridge cable as the research object, the notch method was used to simulate the corrosion pits on the surface of the steel wire, and the tension and bending mechanical properties of the high strength notched steel wire were tested. The bending finite element model of the high strength steel wire was established by ANSYS WORKBENCH, and the tension and bending mechanical properties of the notched steel wire under different vertical loads and pretension were studied. The test and calculation results show that the test data are close to the finite element calculation results and the variation law is consistent. Under the same vertical load, the deformation of steel wire notch decreases with the increase of pretension; The stress at the bottom of the notch is the largest at 180° direction and the smallest at 90° direction of the vertical load. Under the same vertical load and pretension, the stress of spherical shape at the notch is the largest, followed by ellipsoid shape, and groove shape is the smallest, and there is a high stress zone at the edge of groove shape. When the pretension is applied, the initial stress increases with the increase of pretension, while the stress at the notch caused by bending decreases with the increase of pretension.

16

Overall buckling performance of high strength steel welded I-sections under combined axial compression and bending

Huang Bin, Zhang Wen-Fu

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 3

369--384

EN

This paper presents a numerical investigation into the high strength steel (HSS) welded I-section overall buckling performance with respect to the major axis under combined axial compression and bending. The validation of FE models compared with the existing test data to verify the appropriateness of the element division and boundary condition was firstly conducted. In line with the FE arrangement verified, separate 890 numerical models, covering a broader range of eight steel grades (460 MPa, 500 MPa, 550 MPa, 620 MPa, 690 MPa, 800 MPa, 890 MPa and 960 MPa), different overall slenderness and various eccentricities were designated. Subsequently, the comparison of the resistance prediction codified design rules in EN 1993-1-1, ANSI/AISC 360-10 and GB50017-2017 was preferentially operated, by the instrumentality of the normalized axial compression-bending moment curves. The results graphically revealed that, the provision given in ANSI/AISC 360-10 concerned in the present work was the most loose, whereas, the corresponding content set out in EN 1993-1-1 and GB50017-2017 was relatively on the safe side. Taking account of the FE results, the conservative shortcomings of the considered rules in EN 1993-1-1 and GB50017-2017 were further highlighted. Especially, the disparity of EN 1993-1-1 and numerical results was higher to 27%, from the perspective of a definition given in the present work. In contrast, the provision in ANSI/AISC 360-10 yielded a relatively accurate prediction, on average. Based on the numerical program, an alternative formula for the HSS welded I-section beam-columns with a general expression form was sought, which intimately reflected the effect of overall slenderness.

17

Reliability - based analysis of the flexural strength of concrete beams reinforced with hybrid BFRP and steel rebars

Zhang Wei, Liu Xiang, Huang Yiqun, Tong Ming-Na

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 4

art. no. e171, 2022

EN

The durability of reinforced concrete structures has always been an important problem in civil engineering because steel rebars rust easily. Therefore, fiber-reinforced polymer (FRP) rebars possessing good corrosion resistance, low weight, and easy construction has become a substitute for reinforcement. However, since FRP rebar has a low elastic modulus and is a brittle failure material, large deflections and cracks occur in the FRP concrete beam with no obvious warning before failure. A hybrid reinforced concrete beam that combines the advantages of steel rebar and FRP rebar is a good structural form. The reliability of hybrid reinforced beams must be analyzed to ensure their safety. A flexural performance test of the hybrid basalt FRP (BFRP)–steel-reinforced beam was performed, the failure mode was explored, and the numerical models were established. The accuracy of the models was verified by comparing them with the test results. The numerical models were used to establish a database (630 cases) that was combined with existing research results (33 cases), to obtain the statistics of the uncertainty of the prediction model. Reliability analysis of a large-scale design space was conducted to calibrate the BFRP. Finally, the average deviation from the target reliability index suggested that the values of the partial coefficient of the materials range from 1.2 to 1.4.

18

Flexural behavior of square hollow steel-reinforced concrete members

Ren Qingxin, Ding Jinan, Wang Qinghe, Liang Hui

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e34, 2022

EN

This paper presents an experimental investigation on the flexural behavior of the square hollow steel-reinforced concrete (HSRC) members. A total of six specimens with different hollow ratios and steel tube ratios were prepared, and their failure modes, strain distributions, the mid-span deflection, and bending moment were recorded. The obtained results showed that the HSRC specimen fails in a ductile mode and no local buckling occurs in the inner steel tube. The increase of steel tube ratio leads to the improvements of the ultimate bending moment, the flexural stiffness and the ductility coefficient. The ultimate bending moment can be increased by 52.8% when the steel tube ratio increases from 0 to 2.96%. To expand the ranges of parameters, a finite element model (FEM) was developed and benchmarked against the test results from this study. Then, a parametric study was conducted to quantify various influential factors on the flexural behavior of the square HSRC members, and the key influential factors were further determined. Based on the parametric investigation, a simplified design method on the prediction of the ultimate bending moment for the square HSRC members was provided to account for the contribution of the incompletely full-section yielded steel tube, and the predicted results from the simplified design method were satisfactorily in accordance with the experimental and numerical results.

19

A parametric analysis of free vibration and bending behavior of sandwich beam containing an open-cell metal foam core

Garg A., Chalak H. D., Belarbi M. O., Zenkour A. M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e56, 2022

EN

Free vibration and bending behavior of sandwich beams containing open-cell metal foam core are studied in the present work using zigzag theory. Hamilton’s principle and the principle of minimum potential energy are applied for determining the governing equations for free vibration and bending behavior, respectively. Three types of distribution of pores are used during the present study. The influence of the distribution of pores, end condition, thickness of the core, foam coefficients on beam behavior is studied in detail. The face sheets are assumed to be made up of the same material like foam. It was noticed that the nature of the distribution of pores and the end conditions widely determine the behavior of the beam.

20

Influence of untreated abaca fibre on mechanical properties of lightweight foamed concrete

Othuman Mydin Md Azree

Architecture Civil Engineering Environment

|

2022

|

Vol. 15, no. 3

51--61

EN

Presently, the expenditure on construction materials grows dramatically along with the enduring effect on the ecosystem, and it has led the academics to the recognition of natural plant fibres such as abaca fibre (AF) for enhancing the mechanical properties of concrete. AF is plentifully obtainable making it fairly relevant to be employed as a strengthening material in lightweight foamed concrete (LFC). Moreover, natural plant fibre-reinforced concrete has been progressively utilized in construction for several decades to decrease crack growth under the static load. This paper anticipates examining the effectiveness of the addition of AF in LFC to enhance its mechanical properties. LFC specimens of 550 kg/m3 density were reinforced with AF at weight fractions of 0.00%, 0.15%, 0.30%, 0.45% and 0.60%. Three parameters have been assessed which were flexural strength, compressive strength and tensile strength. The results revealed that adding 0.45% AF into LFC enables optimal compressive, flexural and splitting tensile strengths. The presence of AF augments material strength by filling spaces, micro-cracks, and gaps inside the LFC structure. Additionally, AF helped reduce crack spreading when the plastic state of the LFC cementitious matrix was loaded. Though, further, than the optimum level of AF addition, accumulation and the non-uniform distribution of AF were identified, which triggers the lowering of the LFC strength properties substantially. The output of this preliminary investigation would give a better understanding of the potential utilization of plant fibre in LFC. It is of great importance to drive the sustainable development and application of LFC material and infrastructures.