Numerical Comparison of Behavior of Conventional and Prestressed RC Slabs with Opening Under Static Loading

Saedi, Alireza (2020) Numerical Comparison of Behavior of Conventional and Prestressed RC Slabs with Opening Under Static Loading. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
پایان نامه نهایی علیرضا ساعدی.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim: Slabs are one of the most important components of the structures and buildings, and studying their behavior under different loads is one of the most important concerns of civil engineering. Due to the different requirements of construction, it is inevitable in some cases to implement an opening in the roofs and slabs. There are several methods to improve the behavior of slabs with the opening such as adding the reinforcement around the opening, the use of FRP sheets, etc. However, in this study, prestressing has been used as a method to increase its loading capacity. Research Method: Because of the effect of the opening on the behavior of slabs, in this study, this issue was investigated in conventional and prestressed RC slabs, and the behavior of them with different slab and opening sizes were modeled and analyzed using ABAQUS finite element software. For this purpose, first, the behavior of conventional and prestressed reinforced concrete slabs has been verified by existing experimental research in the literature, and the method of generating and applying prestressing forces has been confirmed by other research in the next step. Then, the 8 m and 12 m slabs are considered as the studied specimens. According to the Iran National Building Regulations, the maximum permissible amount of openings in concrete slabs is one-third of its area. So, it was assumed as a maximum size of the opening and the others was considered to be half that of the previous opening. Finding: The results of the modeling are investigated after modeling and analysis of the specimens, and the parameters such as applied stress produced strain and loading capacity were compared. It was shown that the prestressed slab in both specimens with and without opening has better behavior in all the mentioned parameters, and the prestressed slab with 8 m span and 1.5 m opening in the center of the slab is the best case among them. Conclusion: Applying pre-stressing force increases the bearing capacity of reinforced concrete slabs, improves slab behavior including increased initial hardness and ultimate ductility, reduses the amount of stress and plastic strain created in slab. Decreasing or increasing the bearing capacity of slab is not linearly related to the size of the opening created in it.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: مقایسه عددی رفتار دال بتن¬آرمه معمولی و پیش¬تنیده دارای بازشو تحت اثر بارهای استاتیکی
Persian Abstract: هدف: دال¬ها از مهم¬ترین اجزای سازه¬ها و ساختمان¬های امروزی به شمار می¬روند و مطالعه رفتار آن¬ها تحت بارگذاری¬های مختلف از مهم¬ترین دغدغه¬های علم مهندسی عمران است. با توجه به نیازمندی¬های مختلف ساخت و سازهای امروزی، در برخی موارد ایجاد بازشو¬هایی در سقف¬ها و دال¬ها امری اجتناب¬ناپذیر است. روش¬های مختلفی برای بهبود رفتار دال¬های دارای بازشو وجود دارد که از بین آن¬ها می¬توان به مقاوم سازی اطراف بازشو با میلگرد¬های اضافی، استفاده از ورق¬های FRP و ... اشاره کرد. اما در این پژوهش از پیش¬تنیدگی به عنوان روشی برای افزایش ظرفیت باربری آن استفاده شده است. روش¬شناسی پژوهش: با توجه به تاثیر بازشو بر رفتار دال¬ها، در این تحقیق این موضوع در دال¬های بتن¬آرمه معمولی و پیش-تنیده بررسی شده و با بکارگیری نرم¬افزار المان¬محدود ABAQUS رفتار دال¬های بتن¬آرمه معمولی و پیش¬تنیده دارای بازشو تحت بار استاتیکی با اندازه¬های مختلف دال و بازشو، مدلسازی و تحلیل شده است. بدین منظور ابتدا رفتار دال بتن¬آرمه معمولی و دارای بازشو بر اساس تحقیقات آزمایشگاهی موجود در ادبیات صحت¬سنجی شده و در گام بعدی نحوه ایجاد و اعمال نیروی پیش-تنیدگی بر اساس تحقیق دیگری مورد تایید قرار گرفته است. سپس دال¬های 8 متری و 12 متری به عنوان نمونه¬های مورد مطالعه در نظر گرفته شده¬اند. بر طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداکثر میزان بازشو مجاز برای تعبیه در دال¬های بتن¬آرمه یک سوم مساحت چشمه است. بنابراین حداکثر اندازه بازشو به این اندازه فرض شده و برای امکان حالت مقایسه اندازه بازشوهای دیگر به میزان نصف اندازه بازشوی قبلی در نظر گرفته شده¬اند. یافته¬ها: پس از مدلسازی و انجام تحلیل المان¬محدود، نتایچ حاصل از مدلسازی بررسی شده و پارامترهایی مانند تنش وارده، کرنش ایجاد شده و ظرفیت باربری مقایسه شده است. پس از مقایسه نتیجه حاصل شده بدین صورت است که دال پیش¬تنیده چه در نمونه بدون بازشو و چه در نمونه¬های دارای بازشو، رفتار بهتری را در تمام پارامترهای ذکرشده از خود نشان داده است و در بهترین نمونه که دال پیش¬تنیده 8 متری دارای بازشو 5/1 در 5/1 در مرکز دال است، نسبت به نمونه مشابه بتن¬آرمه مسلح، میزان ظرفیت باربری حدود 30% افزایش یافته است. نتیجه¬گیری: اعمال نیروی پیش¬تنیدگی باعث افزایش ظرفیت باربری دال بتن¬آرمه، بهبود رفتار دال از جمله افزایش سختی اولیه و شکل¬پذیری نهایی دال، کاهش میزان تنش وارده و میزان کرنش پلاستیک ایجاد شده در دال می¬شود. کاهش یا افزایش ظرفیت باربری دال با اندازه بازشو ایجاد شده در دال، رابطه خطی ندارد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Amani, AsgharUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Rahman Shokrgozar, HamedUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 26 Oct 2020 09:23
Last Modified: 26 Oct 2020 09:23
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/11922

Actions (login required)

View Item View Item