Abstract
The use ofFRPrebars has become in the last decades at the head technologies of internal reinforcement of concrete sections instead of normal steel bars for their lightweight, portability and have a high tensile strength in addition to their resistance to rust and corrosion.This paper presents the inelastic response of 4-story reinforced concrete framepartially reinforced with Carbon FRP rebars. Thisframe was analyzedunder actual blast loadusing high strength concrete.Two-dimensional Beam-Column Element has been used in representing the frame members. A computer program hasbeen developed (in Fortran-77) for analysis purposes.Lump plasticity model has also been used, which depends on the concept of plastic hinges that reflect the inelastic behavior of the element, assuming that inelastic action is lumped at both ends of the element as plastic hinges. An interaction diagram between axial forces and moments is determined; this diagram is considered as a Yield Surface which represents the limits of the ultimate strength of the element.A direct Systematic integration technique has been used depending on Newmark\'s Predictor-Corrector method to solve the equation of motion.Based on the results obtained, it can be seen that CFRP rebars have the ability to increase the flexural resistance of reinforced concrete sections, which contributed to the increase in their strengthsand their ductility;consequently, they reduce the number of plastic hinges formed in the frame, as well as delay in the time of their formation.
Keywords
Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) Rebar
concrete frames
high strength concrete
inelastic response
Abstract
الخلاصةلقد أصبح استخدام قضبان ألیاف البولیمر(FRP rebars) فی العقود الأخیرة فی مقدمة تقنیات التسلیح الداخلی للمقاطع الإنشائیة الخرسانیة، بدلاً عن قضبان الحدید الاعتیادیة، وذلک لما تمتاز به هذه الألیاف من خفة وزن، وسهولة حمل وقوة شد عالیة، فضلاً عن امتلاکها مقاومة عالیة ضد التآکل والصَّدأ.یستعرض هذا البحث الاستجابة غیر المرنة لهیکلاً خرسانیاً مسلحاً جزئیا ً بقضبانألیاف البولیمر الکاربونیةCFRPمکون من أربعة طوابق، تم تحلیل هذا الهیکل تحت التأثیر الحقیقیلحمل الانفجاریاتوباستخدام الخرسانة ذات المقاومة العالیة. تم استخدام عنصر العتبة – العمود ذی البعدین فی تمثیل عناصر الهیکل الخرسانی المسلح. وتم تطویر برنامج بلغة فورتران-77 لغرض التحلیل. کما تم استخدام أنموذج اللدونة المتجمعة المعتمد على فکرة المفاصل اللدنة التی تعکس السلوک غیرالمرن للعنصر، حیث أن کل عنصر عتبة – عمود ذو البعدین یتمثل بالعنصر المرن مع الافتراض أنَّ الفعل غیرالمرن متجمع فی نهایتی العنصر على شکل مفصل لدن. تم تحدید مخطط تداخل القوى المحوریة مع العزوم، وعُدّ هذا المخطط سطحاً للخضوع،الذی یمثل حدود القوى القصوى للعنصر الهیکلی. فقد تم استخدام أسلوب التکامل المباشر(خطوة-بخطوة) للتحلیل الدینامیکی، معتمداً على طریقة نیومارک المتنبئة-المصححة لحل معادلات الحرکة. واستناداً على النتائج التی تم الحصول علیها، یمکن ملاحظة أنَّ لقضبان CFRP قابلیة جیدة على زیادة مقاومة الانثناء للمقاطع الخرسانیة المسلحة بها، والتی أسهمت فی زیادة مقاومتها، متانتها ومطیلیتها وبالتالی نقصان فی عدد المفاصل اللدنة المتکوّنة فی الأعضاءالإنشائیة للهیکل الخرسانی، وکذلک التأخیر فی زمن تکوّنها.