Fulltext

Experimental and Theoretical Investigations for Behavior of Precast Concrete Girders with Connections

Thamir K. Mahmoud --- Qassim Ali Husain Al-Quraishy

Journal of Engineering مجلة الهندسة
ISSN: 17264073 25203339 Year: 2012 Volume: 18 Issue: 5 Pages: 621-683
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

This research presents experimental and theoretical investigation of 15 reinforced concrete spliced and non-spliced girder models. Splices of hooked dowels and cast in place joints, with or without strengthening steel plates were used. Post-tensioning had been used to enhance the splice strength for some spliced girders. The ANSYS computer program was used for analyzing the spliced and non-spliced girders. A nonlinear three dimensional element was used to represent all test girders. The experimental results have shown that for a single span girder using steel plate connectors in the splice zone has given a sufficient continuity to resist flexural stresses in this region. The experimental results have shown that the deflection of hooked dowels spliced girders is greater than that of non-spliced girder in the range of (17%-50%) at about 50% of the ultimate load which approximately corresponds to the serviceability limit state and the ultimate loads is less than that of non-spliced girder in the range of (12%-52%). For other spliced girders having strengthening steel plates at splices, the results have shown that the deflection of the spliced girder is less than that of non-spliced girder in the range of (2%-20%) at about 50% of the ultimate load and the ultimate loads for spliced girder is greater than that of non-spliced girder in the range of (1%-7%). The post-tensioned concrete girders have shown a reduction in deflection in the range of (26% - 43%) at a load of 50% of the ultimate load as compared with that of ordinary girders. Moreover, post-tensioning increases the ultimate loads in the range of (70% - 132%). The results obtained by using the finite element solution showed a good agreement with experimental results. The maximum difference between the experimental and theoretical ultimate loads for girders was in the range of (3-11%).

تقدم هذة الدراسة بحثا عمليا وتحليليا لخمسة عشر رافدة خرسانية موصولة وغير موصولة.حيث كانت التوصيلات بواسطة الحديد المعكوف وبواسطة التقوية بصفائح الحديد اضافة الى استعمال قوى الشد اللاحق (post-tensioning) لتعزيز مقاومة التوصيلات في بعض الروافد. للتقصي التحليلي لسـلوك الروافد المفحوصة مختبريا،تم استخدام عناصر محددة ثلاثية الابعاد تتصرف لاخطيا وذلك بالاستعانة ببرنامج العناصر المحددة (ANSYS) لاجراء تحليل جميع الروافد. لقد تم اجراء مقارنة بين النتائج العملية والتحليلية للروافد الموصولة وغير الموصولة وقد بينت النتائج انه تحت تاثير 50% من الحمل الاقصى والذي يقترب من الحمل الخدمي للمنشاان الهطول في الروافد الموصولة بواسطة الحديد المعكوف يزيد بنسبة (17-50%) والحمل الاقصى لها يقل بنسبة (12-50%)عما في الروافد الغير موصولة. اما الروافد الموصولة بالصفائح الحديدية فكان الهطول فيها عند 50% من الحمل الاقصى يقل بنسبة (2-20%) عما هو في الروافد غير الموصولة, اما الحمل الاقصى فيزداد بنسبة (1-7%). ان النتائج العملية اظهرت انه باستخدام قوى الشد اللاحق سوف يقل الهطول بحيث يكون عند تاثير 50% من الحمل الاقصى اقل بنسبة (26-43%) من الهطول للروافد غير الموصولة التي لم تخضع لقوى الشد اللاحق, والحمل الاقصى اكثر بنسبة (70-132%). اظهرت النتائج بشكل عام حصول توافق جيد بين نتائج العناصر المحدودة مع النتائج المختبرية وكان اكبر فرق في التحمل الاقصى للروافد يتراوح ضمن(3-11%).

Keywords

connections --- nonlinear finite element analysis --- nonlinear behavior --- precast --- reinforced concrete girders.