Skip to main content
SUPERVISOR
Davood Mostofinejad
داود مستوفی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Soleimani Borujerdi
علی سلیمانی بروجردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Flexural behavior of concrete beams reinforced with high strength steel bars under static loading
Nowadays using high strength steel in concrete structures has been vastly increased. The use of high strength steel instead of conventional steel in concrete structures has several advantages, including the decreased rebar cross section area, reduction in reinforcement congestion, and cost saving due to decreased amount of rebars. Current design codes such as ACI 318-14 limit the design yield strength of flexural members in different applications, including flexure, shear, torsion, etc. For instance, ACI 318-14 limits the yield strength of flexural members in special moment frames to 420 MPa and for the other structures to 550 MPa. The main reason for such limitations is due to lack of test data in using high strength steel in concrete structures. In this study, in order to get a better understanding of structural behavior of high strength steel, an experimental program has been conducted to investigate the flexural behavior of A4 high strength steel as reinforcement in concrete beams. In the present study, fourteen reinforced concrete beams which were 200 mm wide, 300 mm high, and 2600 mm long were tested under static loading in four point bending configuration. The experimental parameters were yield strength of longitudinal reinforcement (435 MPa or 600 MPa), yield strength of stirrup (435 MPa or 600 MPa), tension steel ratio, compression steel ratio, and concrete compressive strength (35 MPa or 65 MPa). The behavior of beams up to failure were investigated based on load-midspan deflection diagram, moment-experimental curvature diagram, load-concrete strain at farthest compression fiber diagram, load-steel strain, ultimate flexural capacity, and failure mechanism. Results showed that ductility of concrete beams reinforced with A4 high strength steel was lower in comparison to concrete beams reinforced with A3 normal strength steel. Failure mechanisms in all specimens were justify; LINE-HEIGHT: 90%; MARGIN: 0in 0in 8pt" Keywords: high strength steel, reinforcement congestion, reinforced concrete beams, static loading, ductility
امروزه استفاده از فولاد با مقاومت بالا در سازه های بتنی، گسترش چشم گیری پیدا کرده است. به کارگیری فولاد با مقاومت بالا به جای فولاد با مقاومت معمولی در سازه های بتنی مزایایی دارد؛ ازجمله کاهش سطح مقطع میلگردها، کاهش تراکم میلگردها، و کاهش هزینه های میلگرد مصرفی. آیین نامه های معتبر دنیا از جمله ACI 318-14، مقاومت تسلیم طراحی میلگردها را در اعضای سازه ای با کاربردهای مختلف از جمله خمش، برش، پیچش و .. محدود می کنند. برای مثال مقاومت تسلیم طراحی در اعضای خمشی را در قاب های خمشی ویژه و دیوارهای برشی ویژه به 420 مگا پاسکال، و در سایر سیستم ها به 550 مگا پاسکال محدود می کنند. یکی از دلایل اصلی این محدودیت ها، نبودن داده های آزمایشگاهی کافی در زمینه ی استفاده از فولاد با مقاومت بالا در سازه ها می باشد. در این تحقیق، برای درک بهتر رفتار سازه ای فولاد با مقاومت بالا، به بررسی آزمایشگاهی رفتار خمشی تیرهای بتنی مسلح شده با فولاد با مقاومت بالای A4 پرداخته شده است. در این تحقیق، 14 تیر بتن آرمه به عرض 200 میلی متر، ارتفاع 300 میلی متر، و طول 2600 میلی متر تحت بارگذاری استاتیکی، به صورت خمش چهار نقطه ای مورد آزمایش قرار گرفتند. پارامترهای مورد بررسی شامل مقاومت تسلیم میلگردهای طولی (435 یا 600 مگا پاسکال)، مقاومت تسلیم خاموت ها (435 یا 600 مگا پاسکال)، مقدار فولاد کششی، مقدار فولاد فشاری، و مقاومت بتن (35 یا 65 مگا پاسکال) بودند. رفتار تیرها تا گسیختگی در قالب نمودار بار-جا به جایی وسط دهانه، نمودار لنگر-انحنای آزمایشگاهی، نمودار بار-کرنش دورترین تار فشاری بتن، نمودار بار-کرنش فولاد، ظرفیت خمشی نهایی، و مکانیزم گسیختگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شکل پذیری تیرهای مسلح شده با فولاد A4، در مقایسه با تیرهای مسلح شده با فولاد A3 کم تر بود. مکانیزم گسیختگی در همه ی تیرها به صورت شکل پذیر-خمشی بود؛ به طوری که قبل از خرد شدن بتن در فشار، میلگردهای کششی تسلیم شده بودند. در تیرهای با مقاومت خمشی برابر، شیب نمودار بار-جا به جایی بعد از شروع ترک خوردگی تا نزدیکی نقطه ی تسلیم، در تیرهای مسلح شده با فولاد A4، کم تر از تیرهای مسلح شده با فولاد A4 بود؛ در واقع تیرهای مسلح شده با فولاد A4، کاهش سختی بیش تری را نسبت به تیرهای مسلح شده با فولاد A3 تجربه کردند. در تیرهای با مقدار فولاد برابر، شیب نمودار بار-جا به جایی قبل و بعد از شروع ترک خوردگی برای تیرهای مسلح شده با فولاد A4 و A3، تقریبا یکسان بود. افزایش مقاومت فشاری بتن، شکل پذیری تیر مسلح شده با فولاد طولی A4 و خاموت A4 را به طور قابل ملاحظه ای افزایش داد. ظرفیت خمشی تیرها بر اساس روش مورد استفاده در آیین نامه ی ACI، به خوبی پیش بینی شد. لغات کلیدی: فولاد با مقاومت بالا، تراکم میلگردها، تیر بتن آرمه، بارگذاری استاتیکی، شکل پذیری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی