Title of article :
Flexural Performance of High-strength Prestressed Concrete-encased Concrete-filled Steel Tube Sections
Author/Authors :
Rahmani, Z Faculty of Civil Engineering - Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran , Naghipour, M Faculty of Civil Engineering - Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran , Nematzadeh, M Department of Civil Engineering - University of Mazandaran, Babolsar, Iran
Pages :
10
From page :
1238
To page :
1247
Abstract :
The sections composed of concrete and steel, which include concrete-encased concrete-filled tubes, generally have defects due to the low tensile strength of concrete. Therefore, an appropriate method was used for the combination of concrete-filled tubes (CFT) and prestressing strands which is encased in concrete. The conventional design guidelines are commonly developed for materials with normal strength thus further investigation is required to be conducted for sections with high-strength materials. In order to develop the design process, high-strength concrete and steel have been utilized in this study to examine the effects of steel and concrete strengths on the core concrete confinement, sectional size and flexural behavior of high-strength prestressed concrete-encased CFST (HS-PCE-CFST) beams. Hence, a total of thirteen HS-PCE-CFST beams were modeled via ABAQUS finite element software. The main variables include the steel tube yield strength, compressive cylinder strength of the core and outer concrete and the steel tube diameter to section width ratio. Furthermore, experimental results were employed to verify the finite element model. The bending moment, ductility, flexural stiffness and failure mode of beams are also examined. The results confirm that among the compressive strength of the outer and core concrete and the steel tube yield strength, change in the outer concrete compressive strength has a greater effect on the change of flexural parameters, also increasing the ratio of steel tube diameter to section width causes a minor increase in the ultimate bending moment and serviceability level flexural stiffness, but a major escalation in the initial flexural stiffness.
Farsi abstract :
مقاطع مركب از فولاد و بتن كه شامل لوله هاي پرشده با بتن محاط در بتن مي باشند عموما داراي نواقص به دليل مقاومت كششي پائين بتن مي باشند بنابراين ، يك روش مناسبي از تركيب لوله هاي پرشده با بتن ( CFT ) و كابل هاي پيش تنيده كه در بتن محاط شده، بكار گرفته شد. همچنين راهنماهاي طراحي رايج براي مصالح با مقاومت نرمال مي باشند و نياز براي بررسي مقاطع با مصالح با مقاومت بالا وجود دارد، بنابراين به منظور توسعه طراحي در اين تحقيق از بتن و فولاد با مقاومت بالا استفاده شده است كه هدف بررسي تأثير مقاومت فولاد و بتن بر روي محصورشدگي بتن هسته، اندازه سطح مقطع و رفتار خمشي تيرهاي شامل لوله فولادي پر شده با بتن, محاط در بتن, پيش تنيده با مصالح با مقاومت بالا ( HS-PCE-CFST) مي باشد. از اين رو، سيزده تير HS-PCE-CFST با نرم افزار المان محدود آباكوس ( ABAQUS FEA ) مدلسازي شده است كه متغييرهاي اصلي در آن، مقاومت تسليم لوله فولادي، مقاومت فشاري نمونه استوانه اي بتن هسته و بتن بيروني و نسبت قطر لوله فولادي به پهناي مقطع مي باشد. از نتايج تجربي نيز به منظور صحت سنجي مدل المان محدود استفاده شده است. پارامترهاي لنگر خمشي، شكل پذيري، سختي خمشي و مدگسيختگي تيرها مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بررسي نشان مي دهد كه از ميان مقاومت فشاري بتن بيروني، مقاومت فشاري بتن هسته و مقاومت تسليم لوله فولادي، تغيير مقاومت فشاري بتن بيروني اثر بيشتري بر روي تغيير پارامترهاي خمشي دارد و نيز افزايش نسبت قطر به پهناي مقطع سبب افزايش ناچيز در لنگر خمشي نهايي و سختي خمشي سطح سرويس و افزايش چشمگير در سختي خمشي اوليه مي گردد.
Keywords :
Flexural Behavior , Prestressed Concrete , Concrete-filled Steel Tube , Confinement , High-strength Material
Serial Year :
2019
Record number :
2496821
Link To Document :
بازگشت