Document
Comparison between experimental and 3d finite element analysis of reinforced and partially pre-stressed concrete solid beams subjected to combined load of bending, torsion and shear.
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2008
Language
English
Subject
English abstract
This paper presents a non-linear analysis of three reinforced and two partially prestressed concrete solid beams based on a 20 node isoparametric element using an in-house 3D finite element program. Anon linear elastic isotropic model, proposed by Kotsovos, was used to model concrete behaviour, while steel was modelled as an embedded element exhibiting elastic-perfectly plastic response. Allowance was made for shear retention and for tension stiffening in concrete after cracking. Only in a fixed direction, smeared cracking modelling was adopted. The beams dimensions were 300x300 mm cross section, 3800 mm length and were subjected to combined bending, torsion and shear. Experimental results were compared with the non-linear predictions. The comparison was judged by load displacement relationship, steel strain, angle of twist, failure load, crack pattern and mode of failure. Good agreement was observed between the predicted ultimate load and the experimentally measured loads. It was concluded that the present program can confidently be used to predict the behavior and failure load of reinforced and partially prestressed concrete solid beams subjected to a combined load of bending, torsion and shear.
Member of
ISSN
1726-6742
Resource URL
Citation
Al-Nuaimi, A. S. (2008). Comparison between experimental and 3d finite element analysis of reinforced and partially pre-stressed concrete solid beams subjected to combined load of bending, torsion and shear. The Journal of Engineering Research, 5 (1), 79-
Arabic abstract
تعرض هذه الورقة تحليلا لا خطيا لثلاثة جوائز مصمته من الخرسانة المسلحة وجائزين من الخرسانة سابقة الإجهاد جزئيا باستخدام برنامج حاسوبي يستخدم طريقة العناصر المحددة الذي يستعمل عنصرا ثلاثي الأبعاد ذا عشرين نقطة. وقد مثل سلوك الخرسانة في البرنامج باستخدام نموذج مرن لا خطي يعزى إلى كوتسوفوس، بينما تم تمثيل سلوك حديد التسليح كعناصر مدفونة ذات سلوك مرن ومطاطي خالص. وقد أخذ في الحسبان خاصية الخرسانة في إبقاء مقاومة القص وخاصية مقاومة الشد بعد التشقق. كما استخدم نموذج الشقوق المشتتة مع افتراض بقاء الشق في اتجاه ثابت فقط. وقد كانت أبعاد المقطع العرضي للجائز 300× 300 مليمتر وطول الجائز 3800 مليمتر وأخضعت إلى أحمال مجتمعة من الانحناء والالتواء والقص. وقد تمت مقارنة النتائج المعملية بنتائج التحاليل اللاخطية. وكانت عناصر المقارنة تتضمن العلاقة بين الإزاحة والحمل، ومقدار التشوه في الحديد، وزاوية الفتل، والأحمال المسببة للانهيار، وأنماط التشقق ونوع الانهيار. وقد لوحظ أن الموافقة كانت جيدة بين الأحمال النهائية التي حصل عليها من التحليل اللاخطي والأحمال التي قيست في المعمل. ويستنتج من ذلك أن برنامج الحاسوب المستخدم في التحليل يمكن استخدامه بكل ثقة للتنبؤ بسلوك وأحمال الانهيار للجوائز الخرسانية المسلحة والجوائز الخرسانية جزئية الإجهاد والمعرضة لأحمال مجتمعة من الانحناء والالتواء والقص.
Category
Journal articles