TY - JOUR ID - TI - Finite element analysis of post-tensioned concrete box girders AU - Mohanned I. Mohammed Hussein AU - Husain M. Husain PY - 2007 VL - 13 IS - 1 SP - 1187 EP - 1208 JO - Journal of Engineering مجلة الهندسة SN - 17264073 25203339 AB - The behavior of prestressed concrete box-girder bridges has been studied under short term loading. The 20-noded isoparametric three-dimensional brick elements have been used to model the concrete in the box-girder with its two cantilever flanges. The reinforcing bars are idealized as axial members embedded within the brick elements. The behavior of concrete in compression was simulated by an elastic-plastic work hardening model followed by a perfectly plastic response, which is terminated at the onset of crushing. In tension, a smeared crack model with fixed orthogonal cracks is used with the inclusion of models for the retained post-cracking stress and reduced shear modulus. The prestressing forces in the tendons are transformed into equivalent nodal forces and by Lin's method. The contribution of the prestressing tendon stiffness to the global stiffness matrix is considered by treating the tendon as axial member embedded within the brick element. Two types of short-term prestress losses are considered in this study. The bond-slip phenomenon at concrete-tendon is considered by reducing the tendon axial stiffness. Several examples of prestressed concrete box girders are analyzed and compared with available experimental and theoretical studies in order to demonstrate the validity and efficiency of the proposed method. Good agreements between the results are obtained.

تمت دراسة سلوك روافد الجسور الكونكريتية ذات المقاطع الصندوقية المسبقة الجهد تحت تأثير الأحمال قصيرة الأمد. تم استعمال العناصر الطابوقية ثلاثية الأبعاد ذات عشرين عقدة لتمثيل الكونكريت المكون لأعضاء الجسر الصندوقي. أما حديد التسليح فقد تم تمثيله باستخدام عنصر أحادي البعد مطمور في العنصر الكونكريتي الطابوقي. سلوك الكونكريت تحت الانضغاط مُثِّل بنموذج مرن-لدن مع تصعيد انفعالي يتبعه جزء لدن تام الذي ينتهي عند بداية تهشم الكونكريت. أما تحت الشد فقد استخدم نموذج توزيع الشقوق العمودية على محاور الإجهادات الرئيسية مع الأخذ بنظر الاعتبار مساهمة الكونكريت بين الشقوق والتغير في معامل القص في منطقة التشقق. تم تمثيل قوى الإجهاد في حبل الشد بتحويله إلى قوى مكافئة في العقد كما استخدمت طريقة لن (Lin) . تم إدخال مصفوفة حبل الشد إلى المصفوفة الكلية باعتباره عنصر أحادي البعد مطمور في عنصر الكونكريت. كما دُرست حالة الخسائر القصيرة المدى في الجهد المسبق. وقد اخذ في التحليل ظاهرة الانزلاق-الربط عند سطح التلامس بين الكونكريت وحبل الشد. تمت دراسة وتحليل أنواع مختلفة من الجسور الصندوقية المسبقة الإجهاد وتم الحصول على توافق جيد بين النتائج المستحصلة من طريقة العناصر المحددة والنتائج العملية المتوفرة والنظرية من طرق أخرى. ER -