KFUPM ePrints

REHABILITATION OF CONTINUOUS COMPOSITE GIRDERS UTILIZING CFRP

l REHABILITATION OF CONTINUOUS COMPOSITE GIRDERS UTILIZING CFRP. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF - Submitted Version
Restricted to Abstract Only until 16 June 2016.

4Mb

Arabic Abstract

تستخدم الكمرات المركبة المستمرة من الفولاذ والخرسانة على نطاق واسع في المنشآت. نظرا للفائدة الاقتصادية و والكفاءة العالية، تستخدم الكمرات المركبة المستمرة في العديد من التطبيقات التي تحتاج إلى بحرطويل. ولكن تتعرض الكمرة المركبة المستمرة منطقة العزم السلبي الى فقدان خاصية العمل المركب بين الفولاذ والخرسانة، يؤدي ذلك إلى انخفاض في صلابة وقوة الكمرة المركبة المستمرة. في منطقة العزم السلبي، والبلاطة الخرسانية تتشقق نظرا لكونها تحت قوة الشد، وبالتالي تصبح غير فعالة للحفاظ على خاصية العمل المركب مع الجسرالفولاذي. الهدف من هذا المشروع هو تدعيم البلاطة الخرسانية في منطقة العزم السلبي باستخدام بوليمر مدعم بألياف الكربون. تم تثبيت صفائح البوليمر المدعم بألياف الكربون على السطح العلوي للخرسانة في منطقة العزم السالب لاستعادة وظيفتها. أجري اختبار تجريبي لتحديد جدوى استخدام بوليمر مدعم بألياف الكربون لتعزيز البلاطة الخرسانية على الكمرة المركبة المستمرة. تم اختبار أربعة كمرات مركبة مستمرة لتحديد مقدرة البوليمر المدعم بألياف الكربون لاستعادة قوة تحمل الكمرات المركبة المستمرة المجهدة. اثنان من الكمرات أربعة اجهدت إلى 40٪ و 60٪ من الحمولة القصوى، أظهرت صفائح البوليمر المدعم بألياف الكربون تحسينات في أداء الكمرات المركبة المستمرة المجهدة. وتحققت زيادة كل من قوة وصلابة. تمت زيادة قوة الكمرات المركبة المستمرة المجهدة ما يصل إلى 9٪ مقارنة بالكمرة الغير مدعمة. في حين زادت الصلابة بنسبة 50٪ مقارنة مع الكمرة الغير مدعمة. نمطين من الفشل قد لوحظت في هذه الدراسة. نمط الفشل الاول هو فشل الخرسانة في منطقة العزم الموجب. بينما نمط الفشل الاخر هو فشل في تماسك البوليمر مدعم بألياف الكربون مع الخرسانة بمنطقة العزم السالب. كما حسبت قوة الكمرات المركبة المستمرة المدعمة ببوليمر مدعم بألياف الكربون تحليليا بواسطة طرق التحليل اللدن – التحليل بالشغل الافتراضي. تم حساب قوة المقاطع باستخدام طريقة توافق الاجهاد (المطاوعة). و ختاما، تم تطوير طريقة تصميم لاعادة تأهيل الكمرات المركبة المستمرة المتدهورة باستخدام البوليمر مدعم بألياف الكربون.

English Abstract

Composite girders are used widely in structures. Due to cost effectiveness and high efficiency, steel-concrete girders are used in many applications where long span length is needed. However for continuous composite girders at the negative moment region, loss of composite action occurs which leads to a reduction in the stiffness and strength of the girder. At the negative moment region, the concrete slab develops flexural cracks due to being under tension and consequently becomes ineffective to maintain the composite action with the steel girder." The aim of this project was to study strengthening distressed concrete slabs for continuous girders at the negative moment region by using carbon fiber reinforced polymer. A CFRP sheet was bonded along the top of the concrete slab at the distressed region to restore its function. An experimental testing was conducted to determine the feasibility of using CFRP laminates to strengthen distressed concrete slab for continuous composite girders. Four girders were tested to determine the ability of CFRP to restore the capacity of the distressed girders. Two out of the four girders were distressed to 40% and 60% of the ultimate load. CFRP sheets showed improvements in the behavior of the continuous composite girders. Increase of both strength and stiffness were achieved. The yield capacity of the distressed girders increased up to 9%. Whereas stiffness have increased up to 50% compared to non-strengthened girder. Two failure modes developed in the study. The first was crushing of concrete at the positive moment zone. The other was CFRP debonding at the negative moment zone. Furthermore, the girder capacity was evaluated analytically using plastic analysis – virtual work method. Strain compatibility approach was used to determine the section capacity. Finally, a simplified design approach was developed for strengthening distressed concrete slab for continuous composite girders utilizing CFRP.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Construction
Civil Engineering
Civil Engineering > Structural Engineering
Engineering
Research
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Committee Advisor:Alfarabi, Sharif
Committee Members:Baluch, Muhammed and Al-Gadhib, Ali
ID Code:139673
Deposited By:ALA'A HUSAM GHAITH (g200834760)
Deposited On:25 Jun 2015 13:03
Last Modified:25 Jun 2015 13:03

Repository Staff Only: item control page