RESPONSE OF CONCRETE SLABS REINFORCED WITH GLASS FIBER REINFORCED POLYMER (GFRP) BARS SUBJECTED TO FIRE LOAD. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Yousif Smoudi-201906010-MS thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 29 May 2025. Download (10MB)

Arabic Abstract

في السنوات الأخيرة، أصبح استخدام قضبان البوليمر المقوى بألياف الزجاج (GFRP) في هياكل الخرسانة المسلحة أكثر شيوعًا. ويمكن عزو ذلك إلى التطورات في قضبان GFRP عالية الجودة وعالية الشد، والتي تضمن عمر خدمة خالي من الصيانة للمنشآت الخرسانية لأكثر من 100 عام. أحد التطبيقات البارزة لقضبان GFRP هي في البلاطات الأرضية الخرسانية المسلحة، والتي تشكل جزءًا كبيرًا من منشآت النفط والغاز. ومع ذلك، من الضروري مراعاة تأثيرات الحريق ودرجات الحرارة العالية على قضبان التسليح GFRP، وذلك بحسب طبيعتها البلاستيكية وقابليتها للاشتعال يمكن أن يكون عليها تأثير كبير. يمكن أن يفقد المصفوفة البوليمرية التي يتم فيها ترصيع الألياف قوتها عند تعرضها لدرجات حرارة عالية. لمعالجة هذه المشكلة؛ تجري هذه الأطروحة محاكاة تجريبية وعناصر محدودة على ثماني بلاطات خرسانية غير معرضة لأحمال خارجية مسلحة بقضبان GFRP، وتعريضها لحريق اختبار قياسي وفقًا لمعايير ISO 834. تم إجراء اختبار الانحناء لبلاطتين لم تتعرضا للحريق وذلك للمقارنة مع نتائج اختبارات القوة المتبقية للبلاطات التي تعرضت لاختبار الحريق. تظهر نتائج الاختبارات أنه تم التأكد من سلامة العينات والوصول لمدة تصنيف حريق تصل إلى ساعتين ونصف الساعة وهذا يعني أنه يمكن استخدام البلاطات الأرضية الخرسانية المسلحة بقضبان GFRP بشكل فعال في مساحات كبيرة من المنشآت الصناعية. كما تبحث هذه الأطروحة في تأثير الأنواع المختلفة من قضبان GFRP، وغطاء التسليح، وتباعد القضبان، وحالات الحريق المختلفة كما أنه تم التحقق من النتائج الاختبارية من خلال استقصاء عددي وتم التأكد من مطابقة النتائج الاختبارية مع نتائج الاستقصاء العددي.

English Abstract

In recent years, the utilization of glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars in reinforced concrete structures has become increasingly popular. This can be attributed to the advancements in high-quality and high-tensile strength of GFRP bars, which guarantee a maintenance-free service life of concrete structures for over 100 years. One prominent application of GFRP bars is in reinforced concrete slabs that are supported on the ground, making up a significant portion of oil and gas installations. However, it is crucial to consider the effects of fire on GFRP reinforcing bars, as their plastic nature and susceptibility to fire can have a significant impact. The polymeric matrix in which the fibers are embedded can lose its strength when exposed to high temperatures. To address this, the presented thesis conducts experimental and finite element simulations on eight unloaded concrete slabs reinforced with GFRP bars, subjecting them to fire ISO 834 standard test fire. Two control tests were performed on control specimen not subjected to fire. Residual strength tests were conducted on the eight slabs exposed to fire. The results of the tests demonstrate that fire safety with a 2-hour fire rating is ensured. This means that ground-supported slabs reinforced with GFRP bars can be effectively employed in large areas of industrial facilities. The thesis also examines the influence of different types of GFRP bars, reinforcement cover, bar spacing, and different fire scenarios. Experimental program is validated by a numerical investigation and FE simulation precisely matched fire tests.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Construction Civil Engineering Civil Engineering > Structural Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Adekunle, Saheed
Committee Members:	Kalimur Rahman, Muhammad and Alosta, Mohammed
Depositing User:	YOUSIF SMOUDI (g201906010)
Date Deposited:	30 May 2024 12:29
Last Modified:	30 May 2024 12:29
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142902