دراسة عددية للعتبات المركبة ذات الفتحات الوترية تحت تأثير قوى القص والانحناء المشترك

الباحث

زهراء علي عبد الحسين

المشرف

وائل شوقي عبد الصاحب - احلام سادر محمد

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Composite girders;Web openings;Shear and bending;Finite element

تستخدم العوارض المركبة من الخرسانة وحديد الصلب على نطاق واسع في المباني الشاهقة والهياكل ذات الامتدادات الكبيرة لمزاياها في تقليل وزن وعمق العوارض الفولاذية ، بالإضافة إلى زيادة صلابة الأرضية التي تتيح الفرصة لزيادة طول الامتداد للعضو الانشائي. قد تحتوي العوارض المركبة على بعض الفتحان للخدمات مثل (إمدادات المياه والصرف الصحيء ادخال خدمات التهوية والتدفئة، وغيرها من الخدمات). يهدف العمل الحالي إلى فحص سلوك العوارض المركبة بسيطة الاسناد عدديًا (بوجود او عدم وجود فتحات) تحت تأثير حمل مركز واحدة بعد تقويتها باستخدام شرائح من البوليمر المقوى بألياف الكربون وألواح فولاذية في اتجاهات مختلفة وأنماط مختلفة. تم تحليل اثني عشر عارضة مركبة من الصلب والخرسانة Gare باستخدام برنامج الكمبيوتر 19.3 ANSYS تم استخدام خمسة منهم للتحقق من صحة نمذجة العناصر المحدودة ، بينما تم تحليل السبعة المتبقية من أجل دراسة بعض المتغيرات المهمة التي تؤثر على السلوك وقدرات حمل العوارض المركبة. أظهرت نتائج التحقق توافقًا جيدَا مقارنة بالنتائج التجريبية المأخوذة من الدراسات العملية السابقة. كان طول كل من العوارض السبعة المركبة التي تم تحليلها من أجل الدراسة البارامترية 2500 مم. أبعاد البلاطة الخرسانية السطحية )500 x 150) ملم في العرض والعمق على التوالي. عرض وعمق الوتر(2 x 500( مم ، بينما عرض وعمق الشفة )120 x 6) مم. أحد هذه العوارض السبعة المركبة تم تحليله كعارضة تحكم (عدم وجود أي فتحة او نظام تقوية). بينما تم تقسيم العوارض الستة الباقية الى مجموعتين : الاولى تتكون من ثلاث عوارض بفتحات مربعة : احدها بدون تقوية والاخران تمت تقويتهما باستخدام الواح فولاذية وأشرطة <017122©. اما المجموعة الاخرى فهي متكونة من ثلاث عوارض ذات فتحات دائرية ، أحدها غير مقوى ، بينما الآخران مقودان بصفيحة فولاذية وأشرطة CFRP تشير النتائج إلى أن العوارض ذات الفتحات الوترية المربعة ، والتي تم تقويتها باستخدام شرائح 01102 وألواح فولاذية ، أظهرت زيادة في الحمل النهائي بنسبة 30/ و 46.67/ على call sill مقارنة بالعارضة المرجعية. علاوة على ذلك ، فإن السعة القصوى للحمل لعوارض العارضة التي تم تقويتها بألواح فولاذية وكذلك شرائح CFRP أعلى من تلك الخاصة بالعارضة المرجعية التي تحتوي على فتحات وترية دائرية )725.26( 5 )713.158( على التوالي.

Concrete-steel composite beams are widely used in high-rise buildings and structures with large spans for their advantages in reducing the weight and depth of the steel beams, in addition to the increasing of the floor stiffness which give opportunity to increase the span length of the structural member. Composite beams, in general, may contain an opening to allow piping facilities (water supply and drainage, passing heating and ventilation services, etc.). The present work aimed to examine numerically the behavior of simply supported composite girder beams (with and without web openings) under the effect of one concentrated load after being strengthen by using strips of CFRP and steel plates in different orientations and different pattern. A total of twelve composite steel-concrete beams were numerically analyzed using ANSYS 19.3 computer program. Five of the girder were used to validate the finite element modelling, while the remaining seven were analyzed for the parametric study in order to study some important parameters that affect the behavior and load carrying capacities of composite girder beams. The validation results exhibit a good agreement compared with the experimental results which was taken from literatures. Each of the seven composite beams which were analyzed for the parametric study had a total length of 2500mm. The dimensions of the concrete deck slab were (500×150) mm in width and depth respectively. The width and depth of the web were (2×500) mm, while the width and depth of the flanges were (120×6) mm. One of these seven composite beams was analyzes without any web opening or strengthening system to serve as a control. Three of the composite girders have square openings; one of these was un-strengthened, while the other two were strengthened by steel plates and CFRP strips respectively. The remaining three composite beams were with circular openings which were; un-strengthened beam, beam strengthened with steel plates, and beam strengthened by CFRP strips. The results indicate that, girders with square web openings strengthened by using CFRP strips and steel plates are showed an increased in ultimate load by 30 % and 46.67 %, respectively compared to the reference girder. Furthermore, the maximum load capacity of the girder beams which were strengthened by steel plates as well as CFRP strips is higher than that of the reference girder, which contains circular web openings by about (25.26%) and (13.158%), respectively.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب