Modelling of interfacial bond behavior between externally bonded FRP and concrete

Modelling of interfacial bond behavior between externally bonded FRP and concrete. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
Approved Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 27 August 2021.

Download (20MB)

Arabic Abstract

هذه الرسالة تدرس جودة الرباط بين الألياف البوليمرية (FRP) و بين الخراسنة.عملية الانفصال بين المادتين درست عن طريق اختبارات رقمية متابعة بمجموعة من الدراسة الرقمية باستخدام طريقة الضرر البلستليكي الحصل في الخرسانة(CDPM) و باستخدام نمدجة الرابط بين المادتين(CZM). مجسميان من الخرسانة المقوى بالألياف تمت درستهم و هم السحب المزدوج لاحدات قوة قص على المجسم و في هذه الدراسة تم تغيير طول الألياف الملصقة على الخرسانة و المجسم الثاني هو عبارة عن كمرات خراسنية مقوى بالألياف بسماكات و اعراض مختلقة. هذه الدراسة ايضا تقترح استخدام طبقة خراسنة مضاف اليها ألياف حديدية بدل من الخرسانة التقليدية لدراسة فعلية استخدام ألياف خرسانية في منع الفشل في الرباط بسبب التشققات. تم استخدام برنامج على الحاسب الألي يدعى Abaqus للدراسة الرقمية.الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو اثباث نتائج الدراسة الرقمية باستخدام الاختبارات المختبرية. هدف اخر مهم للدراسة هو تقيبم كيف يأثر اضافة الألياف الحديدية للخرسانة على الرباط بينها و بين الألياف البوليمرية. نتائج اختبار اسحب المزدوج التي سيتم مناقشاتها هي طريقة تدمر العينة، القوة مقابل الازاحة، توزيع الجهود و الأنفعال، منحنى الرباط و الأنزلاق، و طاقة الكسر. بالنسبة للكمر النتائج التي سيتم مناقشاتها هي التشققات في الخرسانة، العلاقة بين القوة و الأنحراف، توزيع الأنفعال على الألياف البوليمرية و على جانب الكمرة، منحنى الرباط و الأنزلاق و توزيع جهد الربط.

English Abstract

This thesis studies the bond performance between fiber-reinforced polymers (FRP) and concrete. The debonding process is studied using experimental tests followed by a series of numerical simulations using the concrete damage plasticity method (CDPM) and cohesive zone modeling (CZM). Two concrete FRP assemblies are studied, namely a double-pull shear in which FRP strips of varying lengths are adhered to a concrete block and flexure tests on 12 concrete beams that are externally reinforced with different FRP widths and thicknesses to vary the FRP reinforcement ratio. This research also proposes the application of a steel fiber-reinforced concrete layer to replace the plain concrete in the bottom concrete layer for a group of flexural beam specimens to study its effectiveness of using steel fiber in improving the bond performance against crack-induced bond failures. Abaqus, a commercial package software, was used to model the numerical models CDPM and CZM. As the main objective of this thesis, the research validates the results of the numerical simulations using the experimental results. Another important objective in this thesis is to assess how adding steel fiber to the concrete affects its bond to the FRP sheet. The results of the double-shear tests are discussed in light of the damage mechanism, load-displacement, strain and stress distribution, bond-slip curve, and fracture energy. For the flexure beams, the results discussed are the cracks in the beams, load-deflection behavior, strain distribution along the FRP and the side of the beam, bond-slip curve and bond stress distribution.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Civil Engineering
Civil Engineering > Structural Engineering
Research > Engineering
Department: College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor: Mukhtar, Faisal M.
Committee Members: Al-Gahtani, Husain Jubran and Algadhib, Ali
Depositing User: MOHAMMED SHEHADAH (g201245960)
Date Deposited: 31 Aug 2020 06:54
Last Modified: 31 Aug 2020 06:54
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141708