scholarly journals Συμπεριφορά και ενίσχυση υποωπλισμένων τοιχωμάτων από σκυρόδεμα

2017 ◽  
Author(s):  
Κωνσταντίνος Χριστίδης
Keyword(s):  
Beam Elements ◽  
Shear Degradation ◽  
Displacement Based ◽  
Column Element

Αντικείμενο της διατριβής είναι η πειραματική και αριθμητική/αναλυτική μελέτη της συμπεριφοράς υποωπλισμένων τοιχωμάτων από σκυρόδεμα, τα οποία χαρακτηρίζονται από την απουσία διαμόρφωσης ακραίων κρυφοϋποστυλωμάτων και μικρά ποσοστά διατμητικού οπλισμού, αλλά και η αποτίμηση διαφορετικών διαμορφώσεων ενίσχυσης αυτών. Η πειραματική διαδικασία περιελάμβανε την πειραματική δοκιμή 16 συνολικά τοιχίων-δοκιμίων μεσαίας λυγηρότητας (οκτώ μη ενισχυμένων, επτά ενισχυμένων και ενός επισκευασμένου/ενισχυμένου), τα οποία μελετήθηκαν ως πρόβολοι υπό στατική ανακυκλιζόμενη φόρτιση. Όσον αφορά τους τρόπους ενίσχυσής τους εξετάστηκε η εφαρμογή υφάσματος (μανδύα) Ινοπλισμένων Πολυμερών (ΙΟΠ) και η εφαρμογή μεταλλικών στοιχείων (ελασμάτων και γωνιών). Όπως προέκυψε από την πειραματική δοκιμή των μη ενισχυμένων τοιχίων η αστοχίας τους συνδέεται σε όλες τις περιπτώσεις με την αστοχία της θλιβόμενης ζώνης η οποία επιταχύνεται από τον λυγισμό των θλιβόμενων ράβδων. Όσον αφορά τον διατμητικό οπλισμό αυτός φάνηκε να επηρεάζει περισσότερο το εύρος της ρηγμάτωσης του κορμού και, επομένως, τις τιμές απορρόφησης ενέργειας και τις διατμητικές παραμορφώσεις και λιγότερο την φέρουσα ικανότητα των τοιχίων. Όσον αφορά τα ενισχυμένα τοιχία, με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα της συγκεκριμένης διατριβής, τόσο η ενίσχυση με μανδύα ΙΟΠ όσο και ενίσχυση με τέσσερις διαφορετικές διαμορφώσεις με μεταλλικά στοιχεία (ελάσματα και γωνίες), φάνηκε να οδηγεί σε βελτιωμένη συμπεριφορά όσον αφορά την δυνατότητα ανάπτυξης υψηλότερων τιμών πλαστιμότητας κυρίως λόγω του περιορισμού του λυγισμού των θλιβόμενων διαμήκων ράβδων. Δευτερευόντως, ο έλεγχος των διατμητικών ρωγμών του κορμού (είτε με οριζόντια ελάσματα είτε με χιαστί γωνίες) φάνηκε να οδηγεί σε κύκλους υστέρησης με μικρότερο στένωμα και επομένως σε μεγαλύτερες τιμές απορρόφησης ενέργειας αλλά και μικρότερες τιμές διατμητικών παραμορφώσεων. Η θεωρητική αποτίμηση/πρόβλεψη της συμπεριφοράς των τοιχίων πραγματοποιήθηκε με δύο διαφορετικές προσεγγίσεις. Πρώτον, με την εφαρμογή των αναλυτικών/εμπειρικών σχέσεων που περιλαμβάνονται στον Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 3 οι οποίες φάνηκαν να οδηγούν σε συντηρητικές τιμές κυρίως όσον αφορά την διατμητική αντοχή και δεύτερον, με την χρήση δύο διαφορετικών γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων (beam elements) που περιλαμβάνονται στην βιβλιοθήκη του λογισμικού OpenSees για μη γραμμική ανάλυση: το Force-Based Beam-Column Element (FBE) το οποίο είναι ένα καμπτικό στοιχείο και το Flexure-Shear Interaction Displacement-Based Beam-Column Element (FSI) το οποίο ενσωματώνει επιπροσθέτως την επιρροή της διατμητικής συνιστώσας. Όπως διαπιστώθηκε κατά την διαδικασία της ανάλυσης το καμπτικό στοιχείο FBE γενικά προσεγγίζει με ικανοποιητική ακρίβεια την μετακίνηση αστοχίας στις περιπτώσεις επαρκώς ωπλισμένων τοιχίων έναντι διάτμησης ενώ, ειδικότερα στις περιπτώσεις έντονου λυγισμού των θλιβόμενων ράβδων με ταυτόχρονη απουσία περισφιγμένου σκυροδέματος, η ανάλυση με FBE οδήγησε σε έντονα φθιτούς μετελαστικούς κλάδους κάτι το όποιο παρατηρήθηκε και πειραματικά. Αντίθετα, στην περίπτωση των μη επαρκώς ωπλισμένων τοιχίων έναντι διάτμησης η χρήση του FSI προσεγγίζει καλύτερα την μικρή απομείωση της αντοχής στις μετελαστικές μετακινήσεις (shear degradation). Ωστόσο, στις περιπτώσεις πολύ μικρών ποσοστών διατμητικού οπλισμού το FSI οδήγησε σε μεγάλη απομείωση της διατμητικής (και επομένως της συνολικής) αντοχής και σε έντονα φθιτούς κλάδους κάτι το οποίο δεν επιβεβαιώθηκε πειραματικά.

Damage Analysis Model for RC Members Based on Level of Material

2010 ◽  
Vol 163-167 ◽  
pp. 1262-1267
Author(s):  
Zuo Hua Li ◽  
Jun Teng ◽  
Xue Feng He
Keyword(s):  
Statistical Analysis ◽  
Damage Index ◽  
Three Dimensional ◽  
Element Model ◽  
Damage Analysis ◽  
Analysis Model ◽  
Damage Behavior ◽  
Beam Elements ◽  
Column Element ◽  
Numerical Strategy

This paper presents a numerical strategy to model nonlinear damage behavior of RC members based on level of material. The first part of the paper presents a numerical model of the RC member based on the Timoshenko multifiber beam elements and non-linear damage constitutive laws for concrete, and the effective three dimensional fiber beam-column element model is developed for the nonlinear damage analysis of RC members with VUEL subroutine based on ABAQUS/Explicit platform. In the second part, a nonlinear damage analysis for RC members is established by analyzing the sections of fiber beam column elements, and the member damage index through statistical analysis of concrete fibers damage is defined in the extreme section of beam elements, which can describe the nonlinear damage behavior of RC members under any loadings. Accuracy of the model is identified preliminarily by comparing with the analysis results of solid elements, the results shows that it seems now possible to use this approach to investigate numerically the nonlinear damage behavior of RC members based on level of material.

Post-Buckling Analysis of Edge Cracked Columns Under Axial Compression Loads

2016 ◽  
Vol 08 (08) ◽  
pp. 1650086 ◽  
Author(s):  
Şeref Doğuşcan Akbaş
Keyword(s):  
Axial Compression ◽  
Nonlinear Problems ◽  
Buckling Analysis ◽  
Element Approximation ◽  
Post Buckling ◽  
The Difference ◽  
Displacement Based ◽  
Timoshenko Column ◽  
Column Element ◽  
Raphson Iteration

In this paper, post-buckling analysis of an edge cracked cantilever column subjected to non-follower axial compression loads are studied by using the total Lagrangian Timoshenko column element approximation. The cross-section of the column is circular. The cracked column is modeled as an assembly of two sub-column connected through a massless elastic rotational spring. In the case of columns subjected to compression loads, load rise causes compressible forces end therefore buckling and post-buckling phenomena occurs. It is known that post-buckling problems are geometrically nonlinear problems. The considered highly non-linear problem is solved considering full geometric nonlinearity by using incremental displacement-based finite element method in conjunction with Newton–Raphson iteration method. There is no restriction on the magnitudes of deflections and rotations in contradistinction to von-Karman strain–displacement relations of the column. The columns considered in numerical examples are made of lower-carbon steel. In the study, the effect of the cracks on the deflections, rotational angles, post-buckling configuration and Cauchy stresses of the columns are illustrated in detail in post-buckling case. The difference between cracked case and intact case is investigated in detail.

Analyse dynamique de l'interaction pont-véhicules pour les ponts routiers. I. Aspects numériques

1998 ◽  
Vol 25 (1) ◽  
pp. 161-173 ◽  
Author(s):  
Kamel Henchi ◽  
Mario Fafard ◽  
Martin Talbot
Keyword(s):  
Bridge Structure ◽  
Lagrange Equations ◽  
Discrete Method ◽  
Efficient Procedure ◽  
The Road ◽  
Beam Elements ◽  
Road Profile ◽  
Superposition Technique ◽  
Displacement Based ◽  
Shell Dynamics

In this paper, a general and efficient procedure for the dynamic analysis of road bridges is presented, that takes into account bridge-vehicle interaction and the road profile in a realistic way. With this approach, the bridge structure can be modeled with a tridimensional finite element method using shell and beam elements. The vehicle model is represented using a discrete method based on Lagrange equations. This method uses the modal superposition technique for the bridge components, with a correction for the displacement based on the method of modal acceleration. The Newmark- beta method is used to solve the movement equations of each bridge and vehicles system and the solution is obtained through an iterative process of the interactive forces between the bridge and the vehicles. A simple academic example is presented to show the validity of the proposed algorithm.Key words: shell, dynamics, finite elements, interaction, bridge, roughness, vehicle.[Journal translation]

fib Bulletin 25. Displacement-based seismic design of reinforced concrete buildings

2003 ◽  
Author(s):  
G. Michele Calvi ◽  
Daniel P. Abrams ◽  
Hugo Bachmann ◽  
Shaoliang Bai ◽  
Patricio Bonelli ◽  
...  
Keyword(s):  
Reinforced Concrete ◽  
Seismic Design ◽  
Reinforced Concrete Buildings ◽  
Concrete Buildings ◽  
Displacement Based ◽  
Displacement Based Seismic Design

scholarly journals Compressive behaviours of octet-truss lattices

2020 ◽  
Vol 234 (16) ◽  
pp. 3257-3269 ◽  
Author(s):  
Yifan Li ◽  
Huaiyuan Gu ◽  
Martyn Pavier ◽  
Harry Coules
Keyword(s):  
Failure Modes ◽  
Density Ratio ◽  
Three Dimensional ◽  
Compressive Load ◽  
High Strength ◽  
Detailed Comparison ◽  
Compressive Response ◽  
Beam Elements ◽  
Structural Applications ◽  
Octet Truss

Octet-truss lattice structures can be used for lightweight structural applications due to their high strength-to-density ratio. In this research, octet-truss lattice specimens were fabricated by stereolithography additive manufacturing with a photopolymer resin. The mechanical properties of this structure have been examined in three orthogonal orientations under the compressive load. Detailed comparison and description were carried out on deformation mechanisms and failure modes in different lattice orientations. Finite element models using both beam elements and three-dimensional solid elements were used to simulate the compressive response of this structure. Both the load reaction and collapse modes obtained in simulations were compared with test results. Our results indicate that three-dimensional continuum element models are required to accurately capture the behaviour of real trusses, taking into account the effects of finite-sized beams and joints.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document