وثيقة
Performance evaluation of axially loaded circular GFRP-reinforced concrete columns
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2016
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Extensive researches are conducted on using Fiber Reinforced Polymers (FRP) as a construction material in severe environmental conditions to overcome the corrosion of steel. However, using FRP as a reinforcement for concrete columns is not acknowledged by many structural codes. The limited research work and experimental data in this field resulted in this conclusion. It is crucial to investigate the performance of FRP in compression member in order to update the current building design cod this field. This research focuses on understanding the behaviour of concrete columns reinforced with glass FRP (GFRP) bars and spiral stirrups under axial load. Nine full scale concrete columns were casted to study the effect of reinforcement material, longitudinal reinforcement ratio and transverse reinforcement spacing. The results showed that GFRP reinforced columns reached an ultimate load less than similar steel reinforced columns by only 0.43%. GFRP-RC columns showed brittle failure mode while the steel-RC columns showed ductile failure mode. Increasing GFRP longitudinal reinforcement ratio from 1.63% to 2.17% resulted in higher ultimate capacity by 28% whereas increasing the ratio to 3.87% enhanced the maximum capacity by only 21.7%. Furthermore, reducing the stirrups spacing from 75mm to 50mm enhanced the ultimate capacity of the column by 33% and produced gradual failure mode while increasing the stirrups spacing to 100 mm reduced the maximum capacity by 11%. The influence of increasing the lateral confinement on the ultimate capacity of GFRP-RC column is more than the influence of increasing the longitudinal reinforcement ratio. Design equations proposed by previous studies to predict the nominal capacity of FRP-reinforced concrete column was verified with the experimental results. The ratio between the experimental to predicted values revealed good accuracy of the suggested equation. In addition, the results showed that neglecting the contribution of FRP underestimate the nominal capacity of FRP reinforced column.
الوصف
Thesis
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
يعتبر صدأ الحديد من اهم المشاكل التي قد تتعرض لها المنشئات الخرسانية المسلحة خاصة إذا كانت تخضع الظروف مناخية قاسية تتوافر فيها عوامل الصدا. بناءا على ذلك، أصبحت الحاجة ملحة لإيجاد مادة بديلة للحديد التسليح الخرسانة تقاوم الصدأ والظروف المناخية القاسية. تعد مادة البوليمر المعزز بالألياف البديل الأمثل للحديد في الخرسانة المسلحة. إلا أنه بالرغم من ذلك لم تسمح مقاييس البناء الهندسية باستخدام هذه المادة في العناصر الإنشائية التي تتعرض لقوى الضغط العمودي (مثل الأعمدة) بسبب قلة الأبحاث حول سلوك هذه المادة تحت قوی الضغط. ومن هنا تأتي أهمية هذا البحث في دراسة تصرف الأعمدة الخرسانية المسلحة بمادة البوليمر المعززة بالألياف تحت قوى الضغط العمودي لتوفير المعلومات اللازمة لتحديث المقاييس الهندسية واعتماد المعادلات المقترحة في تصميم مثل هذه الأعمدة. يهدف هذا المشروع الى دراسة سلوك الأعمدة الخرسانية المعرضة للضغط العمودي والمسلحة بتسليح طولي وتسليح افقي حلزوني مصنوع من قضبان من مادة البوليمر المعزز بالألياف الزجاجية. تم في هذا البحث انشاء تسعة أعمدة خرسانية بطول ۱۰۰۰ مم وبقطاع دائري بقطر ۲۳۰ مم ومسلحة بمواصفات مختلفة لدراسة تأثير كل من مادة التسليح ونسبة التسليح العمودي والمسافة بين التسليح الأفقي على سلوك الأعمدة تحت الضغط العمودي. أظهرت النتائج أن سعة التحميل للأعمدة المسلحة بالحديد مقاربة جدا لسعة تحميل الأعمدة المسلحة بمادة البوليمر المعزز بالألياف الزجاجية (سعة تحميل الأعمدة المسلحة بالحديد اعلى بنسبة ۰٫43% فقط). كما تبين أن زيادة نسبة التسليح الطولی من ۱ , ۱۳ % الى ۲٫۱۷% أدى الى زيادة سعة التحميل في الأعمدة بمقدار ۲۸% في حين أن زيادة نسبة التسليح الى ۳٫۸۷% أدى إلى زيادة سعة التحميل بمقدار ۲۱٫۷.% ووجد أيضا أن تقليص المسافة بين التسليح الأفقي من 75 مم الى 50 ملم ادى الى زيادة سعة التحميل بمقدار ۳۳% بينما أدت زيادة المسافة من 75مم الى ۱۰۰ مم الى تقليل سعة التحميل بمقدار ۱۱%. أوضحت النتائج أن تأثير تقليص المسافة بين التسليح الأفقي على سعة التحميل أكثر من تأثير زيادة نسبة التسليح الطولي على سعة التحميل. كما تم في هذا البحث مقارنة سعة التحميل النظرية الناتجة عن معادلة مقترحة من قبل الباحثين بالنتائج العملية واظهرت المقارنة ان المعادلة المقترحة تتمتع بدقة مقبولة ويمكن اعتمادها في تقدير سعة التحميل النظرية للأعمدة المسلحة بقضبان من مادة البوليمر المعزز بالألياف. وأخيرا فان هذه الدراسة توصي باستخدام قضبان البوليمر المعزز بالألياف في تسليح الأعمدة الخرسانية كبديل للحديد المعرض للصدأ في الظروف المناخية القاسية
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية