research centers


Search results: Found 16

Listing 1 - 10 of 16 << page
of 2
>>
Sort by

Article
Non-Linear Behavior of Strengthened Steel-Concrete Composite Beams with Partial Interaction of Shear Connectors
التصرف اللاخطي للعتبات المقواة والمركبة من الحديد والخرسانة المتصلة جزئياً باستخدام رباطات القص

Authors: Shaho Mahmoud Hama شاهو محمود حمه --- Ali Ihsan Salahaldin علي احسان صلاح الدين
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2016 Volume: 22 Issue: 8 Pages: 16-36
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this research a theoretical study has been carried out on the behavior and strength of simply supported composite beams strengthened by steel cover plate taking into consideration partial interaction of shear connectors and nonlinear behavior of the materials and shear connectors. Following the procedure that already has been adopted by Johnson (1975), the basic differential equations of equilibrium and compatibility were reduced to single differential equation in terms of interface slip between concrete slab and steel beam. Furthermore, in order to consider the nonlinear behavior of steel, concrete and shear connectors, the basic equation was rearrange so that all terms related to materials are isolated in the equation from the main variable (interface slip). The exact solution was obtained by considering appropriate boundary conditions according to load types and location. A computer program has been written using MATLAB R2013a to simplify the process of computation of section properties where the load applied iteratively from zero to ultimate capacity of the beam, and the results are compared with available experimental results which show good agreement. As the composite section reaches its ultimate capacity in bending and lower flange start yielding due to excessive loading, cover plate are furnished in order to increase load carrying capacity of beam. In the process of strengthening, using of cover plate as a percent of the area of lower flange of steel section equal to 41%, 82% and 164% will increase the beam carrying capacity by 15%, 30% and 43% respectively; also using the same above mentioned area of cover plate will reduce the central deflection by 59%, 72% and 80% respectively.

يقدم البحث نموذجاً نظرياً لسلوك العتبات المركبة البسيطة الإسناد والمقواة باستخدام الصفائح الفولاذية, أخذاً بنظر الاعتبار التصرف اللاخطي لعناصر المقطع المركب (الخرسانة والفولاذ ورباطات القص) بالإضافة إلى اعتماد نظرية التداخل الجزئي لرباطات القص. متبعا نظرية جونسون تم اختصار المعادلات التفاضلية الرئيسية للتوازن والتوافق بين عناصر المقطع المركب إلى معادلة تفاضلية واحدة بدلالة الانزلاق بين الحديد والخرسانة. بالاضافة الى ذلك ، تم فصل المتغيرات المتعلقة بخصائص المقطع المركب من اجل اخذ التصرف اللاخطي للمواد بنظر الاعتبار.عند وصول المقطع المركب إلى تحمله الأقصى نتيجة الأحمال المسلطة عليه تصل مادة الشفة السفلى للعتبة الفولاذية الى الخضوع لذا يتم إضافة الشرائح الفولاذية أسفل العتبة لزيادة قابلية تحملها. تم كتابة برنامج بلغة الماتلاب بنسخة R2013a من اجل تسهيل حساب خصائص المواد حيث تمت مقارنة النتائج المستحصلة من الدراسة الحالية مع النتائج العملية المنشورة في البحوث سابقة وقد وجد تقارب جيد معها. إن تقوية الشفة السفلى في مقطع الحديد بزيادة السمك يؤدي الى زيادة في مقدار تحمل العتبة المركبة وانخفاض في قيمة كلٍ من الانزلاق الأقصى في النهاية العتبة والهطول في منتصف العتبة المركبة في نفس المستوى من التحميل (بدون التقوية). حيث وجد ان زيادة مساحة مقطع حديد التقوية (الصفائح الفولاذية) بمقدار 41% , 82% و164% (كنسبة من مساحة مقطع الشفة السفلى) يؤدي إلى زيادة تحمل المقطع بنسب 15% ,30% و 43% على التوالي, وانخفاض في الهطول عند منتصف العتبة المركبة بمقدار 59%, 72% و80% على التوالي.


Article
Analysis of Continuous Composite Concrete - Steel Girders with Partial Interaction

Authors: Mohannad H. Al-Sherrawi --- Qusay Asa'ad Al-Aquly --- Husain M. Husain
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2006 Volume: 12 Issue: 3 Pages: 802-820
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In the present study, a general nonlinear one-dimensional finite element beam model is developed for the analysis of composite beams. The proposed model is based on the partial interaction theory of composite beams where the flexibility of shear connectors is allowed. By using a layered approach for the composite beam cross-section and including the material nonlinear behavior of concrete, steel, shear connector and reinforcing steel, the proposed method of analysis is capable of predicting the response of composite beams throughout the elastic, inelastic and ultimate load ranges in one complete analysis.Numerical case studies are presented to demonstrate the validity and applicability of the present method. The results are compared with experimental and analytical or numerical results obtained by other investigators. Also the results are compared with ANSYS package results. The maximum differences in deflection and slip for the examples considered are 12% and 14% respectively when compared with ANSYS and 5% and 11% when compared with experimental work. Accordingly, the proposed nonlinear finite element model represents an efficient and simple tool for the full range analysis of composite beams.

في هذه الدراسة تم عرض نموذج عام لا خطي ذي بعد واحد بطريقة العناصر المحددة لدراسة العتبات المركبة. والنموذج المقترح مبني على أساس نظرية الربط الجزئي للعتبات المركبة إذ أن مرونة روابط القص شئ مسموح به. إن الطريقة المقترحة قادرة على أن تعطي تصوراً واضحاً عن تصرف العتبات المركبة خلال التحمل الخطي واللاخطي والحمل الأعظم في تحليل واحد وذلك باستعمال طريقة تجزئة المقطع للعتبة إلى طبقات بالإضافة إلى التصرف اللاخطي لمادة الخرسانة والحديد وروابط القص وحديد التسليح.ولاختبار صحة ودقة الطريقة المقترحة، تم تطبيقها على دراسات سابقة حيث تمت المقارنة مع النتائج التجريبية والتحليلية المستخلصة من قبل باحثين سابقين و كذلك تمت المقارنة مع البرنامج الجاهز ANSYS . إن القيم العظمى للفرو قات في الهطول و الانزلاق للأمثلة التي تم اعتمادها في هذه الدراسة كانت 12% و 14% على التوالي عند مقارنتها مع برنامج (ANSYS) و5% و 11% عند مقارنتها مع الفحوصات العملية. وبناء على ما تقدم، فإن النموذج المقترح نموذج فعال كما أنه بسيط للتحليل الكامل للعتبات المركبة ويمكن استعماله للتصميم والتحليل الاعتياديين.


Article
THE E RESPONSE OF COMPOSITE CONCRETE-I-BEAMSUNDER THE EFFECT OF BOTH FIRE AND EXTERNALLOADINGS

Author: Dr. Kareem N. SalloomiDr. Laith Abed Sabri
Journal: Iraqi journal of mechanical and material engineering المجلة العراقية للهندسة الميكانيكية وهندسة المواد ISSN: 20761819 Year: 2009 Volume: E Issue: first conf./ eng. coll. Pages: 761-772
Publisher: Babylon University جامعة بابل

Loading...
Loading...
Abstract

The study of nonlinear response of steel buildings under elevated temperaturesfrom fire loading can be achieved by sequentially using heat-transfer analysis and stressanalysis. By means of finite element analysis represented by the commercial finiteelement (FE) software ANSYS both thermal and structural response of compositeconcrete beams exposed to fire has been set up. The proposed three-dimensional FEmodel is able to simulate the overall flexural behavior of simply supported composite beams subjected to either concentrated or uniformly distributed loads in combined with temperature effect. The bond between the top flange of the steel beam and the concreteslab was assumed to be rigid in this model.


Article
NONLINEAR ANALYSIS OF SIMPLY SUPPORTED COMPOSITE STEEL - CONCRETE BEAM
التحليل اللاخطي لعتبة مركبة بسيطة الإسناد من الفولاذ – الخرسانة

Authors: Amer M. Ibrahim عامر محمد إبراهيم --- Qussay W. Ahmed قصي وهاب احمد
Journal: DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية ISSN: 19998716/26166909 Year: 2013 Volume: 6 Issue: 3 Pages: 107-126
Publisher: Diyala University جامعة ديالى

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents a nonlinear finite element computer program. ANSYS version 12.0 developed for the analysis of composite steel-concrete beam. A three-dimensional finite element (FE) model has been developed in this work. The analytical results of load-deflection response have been compared with available experimental tests. In general good agreement between the finite element solutions and experimental results have been obtained. Parametric studies have been carried out to investigate the effect of some important material and geometrical parameters. These parameters included the effect of shear connectors number, concrete grade, thickness to width ratio of concrete slab, the ultimate load for shear connector and effect of yield strength of Steel beam. It was found that, as the compressive strength of concrete increases from 20 MPa to 70 MPa the ultimate load increases by about 20% and also an increase in the thickness to width ratio (t/B) of concrete slab from 0.1 to 0.3 lead to increase in the ultimate load by about 43%.

هذا البحث يقدم برنامج التحليلاللاخطيباستخدامالعناصرالمحددةANSYS الإصدار12 والمطور لتحليل عتبة مركبة فولاذ-خرسانة. تناول هذا العمل نموذج لعنصر محدد ثلاثي الأبعاد. النتائج النظرية لتصرف الحمل-الاود قورنت مع الفحوص المختبرية المتوفرة. بصورة عامة تم الحصول على توافق جيد بين نتائج طريقة العناصر المحددة والنتائج المختبرية. إن دراسة المتغيرات قد نفذت لبحث تأثير بعض المتغيرات المادية والهندسية المهمة. هذه المتغيرات تضمنت تأثير عدد الروابط القصية , ومقاومة الانضغاط للكونكريت, نسبة سمك الى عرض البلاطة الخرسانية, الحمل الأقصى للروابط القصية وتأثير مقاومة الخضوع للعتب الحديدي. لقد وجد بان كلما زادت مقاومة الانضغاط للكونكريت من20 MPaإلى70 MPa فان الحمل الأقصى يزداد حوالي 20 % وكذلك بزيادة نسبة سمك الى عرض البلاطة الخرسانية (B/t) من 0.1إلى0.3 يودي إلى زيادة الحمل الأقصى بحوالي 43%.


Article
The Effective Width in Composite Steel Concrete Beams at Ultimate Loads
العرض الفعال في العتبات المركبة من الفولاذ والخرسانة عند الحمل الاقصى

Authors: Mohannad Husain Mohsen مهند حسين محسن --- Salam Naseer Mohammed سلام نصير محمد
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2014 Volume: 20 Issue: 8 Pages: 1-17
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A composite section is made up of a concrete slab attached to a steel beam by means of shear connectors. Under positive and negative bending moment, part of the slab will act as a flange of the beam, resisting the longitudinal compression or tension force. When the spacing between girders becomes large, it is evident that the simple beam theory does not strictly apply because the longitudinal stress in the flange will vary with distance from the girder web, the flange being more highly stressed over the web than in the extremities. This phenomenon is termed "shear lag".In this paper, a nonlinear three-dimensional finite element analysis is employed to evaluate and determine the actual effective slab width of the composite steel-concrete beams by using the Analysis System computer program (ANSYS 11.0).The of elements were used (SOLID65, LINK8, SHELL143, COMBIN39, TARGE170 and CONTA174) to model the concrete slab, the steel reinforcing bars, the steel girder, the shear connectors (including uplift and dowel action), and the interface between top flange of the steel girder and concrete slab, respectively.Comparisons with experimental tests have been performed to validate the finite element analysis results. In general, excellent agreement between the finite element solution and the experimental results has been obtained. The maximum difference in ultimate load is about (2.9%).Finally, parametric studies have been carried out to investigate the effect of some important parameters; these parameters include the degree of interaction, slab thickness, slab width, concrete compressive strength ( ), distribution of shear connectors, reinforcement of slab, type of loading, and boundary conditions. The effect of changing these parameters causes variety in the effective slab width and the maximum stress reaches 40.7% and 28.5%, respectively.

ان المقطع المركب يتكون من شفة خرسانية مربوطة بعارضة فولاذية بواسطة روابط القص. تحت عزم الإنحناء الموجب والسالب جزء من البلاطة يعمل كجزء من العتبة لمقاومة الشد أو الانضغاط الطولي. عندما تصبح المسافة بين العوارض الفولاذية كبيرة،فان نظرية العتبة البسيطة لا تنطبق بدقة لأن الإجهاد الطولي في الحافات سيتفاوت حسب المسافة من وترة العارضة. حيث ان مناطق الشفة القريبة من الوترة تكون تحت إجهادات أكبر من الحافة البارزة البعيدة،فان هذه الظاهرة تسمى "تخلف القص".اعتمدت هذه الرسالة تحليل لاخطي ثلاثي الأبعاد ، بإستخدام طريقة العناصر المحددة ، لتقييم وتحديد عرض الشفة الفعال للعتبة الفولاذية الخرسانية المركبة بأستخدام برنامج الحاسوب (ANSYS 11.0).أستخدمت عناصر محددة مختلفة (SOLID65, LINK8, SHELL143, COMBIN39, TARGE170 CONTA174) لتمثيل البلاطة الخرسانية وحديد التسليح والعارضة الفولاذية وروابط القص (متضمنا ً الانفصال والانزلاق) والمنطقة البينية.للتحقق من صحة التمثيل تم إجراء مقارنة مع فحوصات عملية لأعتاب مركبة. وقد كانت النتائج متوافقة بشكل ممتاز. وأكبر نسبة فرق في التحمل الأقصى كانت 2.9%.أخيرا ً ،لقد أجريت عدة دراسات لتحري تأثير بعض المتغيرات المهمة. زمن تلك المتغيرات تأثيردرجة الارتباط وتأثير سمك البلاطة وتاثير عرض الشفة وتأثير مقاومة الانضغاط للخرسانة وتأثير توزيع رابطات القص وتأثير كمية حديد التسليح في البلاطة وتأثير نوع الإسناد والتحميل.ان تأثير التغاير في هذه المتغيرات قد سبب إختلاف عرض الشفة الفعال و أعظم إجهاد فيها بمقدار 40.7% و 28.5% على التوالي.


Article
STRENGTH AND BEHAVIOR OF COMPOSITE STEEL TUBE CONCRETE BEAM
سلوك وتحمل العتبات المركبة من الخرسانة المسلحة وانابيب الحديد ذات المقطع الدائري

Author: Wissam D. Salman وسام داود سلمان
Journal: DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية ISSN: 19998716/26166909 Year: 2015 Volume: 8 Issue: 2 Pages: 163-181
Publisher: Diyala University جامعة ديالى

Loading...
Loading...
Abstract

This paper deals with an experimental and analytical study to investigate the structural behavior of simply supported composite steel-concrete tube beams with external load, in which a concrete is connected together with steel circular tube by means of headed stud shear connectors. This type of structure not only inherits the characteristics of traditional concrete tube beams but also possesses its own unique attributes, such as advantageous mechanical performances, facilitating construction process, and low maintenance cost etc. Seven composite steel-concrete tube beams were tested to their ultimate strength. The effect of thickness and diameter of steel tube on structural performance of composite beams were investigated. Experimental results proved that, due to increase tube thickness from (2mm to 6mm), the strength increased by (63.5%) and the ultimate deflection increased by (75%). While the strength increased by (190.3%) and the ultimate deflection decreased by (47%) when the tube diameter increased from (75mm to 200mm). Based on the experimental results, a theoretical model for predicating the flexural resistance of composite steel- concrete tube beam is proposed. ANSYS computer program (version 13.0) has been used. The calculated flexural resistance based on proposed model has a high level of accuracy when compared with test results.

يقدم هذا البحث دراسة تجريبية وتحليلية للتحري عن السلوك الانشائي للعتبات المركبة من الخرسانة المسلحة وانابيب الحديد ذات المقطع الدائري والمسندة اسنادا بسيطا تحت تأثير الحمل الخارجي والتي يرتبط العتب الخرساني بالأنبوب المعدني الدائري بواسطة روابط قصية. بالإضافة الى الخائص التقليدية للخرسانة وانابيب الحديد المكونة لهذا النوع من العتبات فان هذه العتبات تمتلك خصائص اخرى تفوقه وتفضله على باقي الانواع من العتبات مثال على ذلك سهولة تمرير الخدمات الميكانيكية للمنشآت والتي تسهل من عملية الانشاء وتقلل الكلفة.تضمن العمل اختبار سبع نماذج من العتبات المركبة من الخرسانة المسلحة وانابيب الحديد ذات المقطع الدائري وصولا الى حمل الفشل, حيث تم دراسة تأثير سمك وقطر الانبوب الحديدي على السلوك الانشائي للعتبات المركبة.أظهرت النتائج انه بزيادة سمك الانبوب الحديدي من (2 الى 6ملم) فان تحمل العتبة المركبة وانحرافها الاقصى سيزداد بحدود (63.5% ) و (75%) على التوالي. بينما اثبتت الدراسة عند زيادة قطر الانبوب الحديدي من (75 الى 200ملم) فان التحمل الاقصى سيزداد بحدود (190.3%) والهطول الاقصى سيقل بحدود (47%).وبمقارنة النتائج التجريبية مع النتائج النظرية المستحصلة من التمثيل الرياضي للعتبات المركبة باستخدام التحليل العددي (طريقة العناصر المحددة باستخدام برنامج ANSYS) اظهرت النتائج بان هنالك تقارب كبير مع البيانات التجريبية.


Article
Dynamic Response of a Cracked Composite Beam subjected to moving Load

Author: Nazhad Ahmad Hussein
Journal: Anbar Journal of Engineering Sciences مجلة الأنبار للعلوم الهندسية ISSN: 19979428 Year: 2019 Volume: 7 Issue: 4 Pages: 393-398
Publisher: University of Anbar جامعة الانبار

Loading...
Loading...
Abstract

The forced deflections of simply supported cracked composite beams are investigated when subjectedto moving dynamic load. The crack is modeled as rotational spring and used in the formulationof the composite beam with a moving load in sinusoid wave. The numerical solution issatisfactory compared to the experimental results. The effects of crack depth and crack positionsat different load speed are studied. The results show that the forced deflection increased withincreasing the speed ratio and crack depth.


Article
Flexural Behavior of Concrete Composite Beams with New Steel Tube Section and Different Shear Connectors
تصرف الانثناء للعتبات الخرسانية المركبة بإستخدام مقاطع حديدية مجوفة جديدة و روابط القصية مختلفة

Authors: Amer M. Ibrahim --- Wissam D. Salman --- Fahad M. Bahlol
Journal: Tikrit Journal of Engineering Sciences مجلة تكريت للعلوم الهندسية ISSN: 1813162X 23127589 Year: 2019 Volume: 26 Issue: 1 Pages: 51-61
Publisher: Tikrit University جامعة تكريت

Loading...
Loading...
Abstract

Hollow sections of steel are widely used in many engineering applications as structural members. This paper aims at studying the flexural behavior of a composite beams with steel tubes sections through a series of bending tests in order to study and examine theinfluence of the steel tube section shape, (square, rectangular and hexagonal) with the same shear connector type (headed stud or angle or perfobond) on its flexural behavior and the bending properties of these sections. As well as study the effect of different shear connectors types (headed stud, angle and perfobond) in the same steel tube sections (hexagonal, square, or rectangular) on the flexural behavior of the composite beams. The experimental program (in this work) has been divided into two groups, the first consists of nine specimens tests focusing on three types of steel section. Using shear stud first, angle at second, and perfobond at third as shear connector type. The second group consists of testing nine specimens of composite beams too. This group focuses on testing every steel section (hexagonal, square and rectangular) alone whenusing three types of shear connectors with it. All the specimens are of the same length, width and height (2000, 400 and 130) mm respectively. The tested steel tubes thickness was 2 mm, yield stress of 322 MPa and the ultimate strength was 390 MPa. The resultsshowed that these shapes of hollow steel sections (hexagonal, square and rectangular) sustain the quality of services for the buildings, and these tested specimens are applicable by giving a distinctive strength and stiffness starting from 114 kN as ultimate load reaching to 170 kN. The experimental results proved that the perfobond and angle connector types are clearly effective shear connectors. Shear connector of the perfobond type increased the ultimate load of the composite beams by (6.25-9.74) % compared with the stud shear connector.


Article
Study of Multi-Cracked Cantilever Composite Beams Subjected to External Moving Load

Authors: Nazhad Ahmad Husseina --- Sara Mohamad Ahmadb --- Dilshad A. Mohammed
Journal: Anbar Journal of Engineering Sciences مجلة الأنبار للعلوم الهندسية ISSN: 19979428 Year: 2019 Volume: 8 Issue: 1 Pages: 27-34
Publisher: University of Anbar جامعة الانبار

Loading...
Loading...
Abstract

The behaviour of multiple cracked cantilever composite beams is studied when subjected to moving periodic force. In this investigation a new model of multiple cracked composite beams under periodic moving load is solved. Three cracks are considered at different position of the beam for numerical solution. The results from experimental work compared to numerical solution. The multiple cracks are identified easily from the deflection graphs at different force speed. Influences of crack depth at different load speed are investigated


Article
Behavior of Composite Steel-Concrete Beam Subjected To Negative Bending
سلوك الروافد المركبة من عتبات فولاذية وبلاطات خرسانية تحت الانحناء السالبِ

Authors: Husain M. Husain --- Qais Abdul-Majeed --- Anas H. Yousifany --- Ikbal N. Korkess
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2009 Volume: 27 Issue: 1 Pages: 53-71
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This work deals with the behavior of structural continuous composite steelconcretebeams, which are widely used in building and bridge constructions. Thereforethe structural behavior of composite beams under negative moment is a significantsubject. However experimental tests in this field are very rare and information about theefficiency of shear connection when the slab is under tension are really few.In the present research, available experimental tests on composite steel-concretebeams under negative bending are theoretically analyzed using the finite elementsoftware ANSYS. ANSYS computer program is a large-scale multipurpose finiteelement program which may be used for solving several cases of engineering analyses.The proposed three dimensional model is able to simulate the overall flexuralbehavior of composite beams. This covers; load-deflection behavior, longitudinal slip atthe steel-concrete interface, and distribution of shear studs. The reliability of the modelis demonstrated by comparison with available experiment and alternative numericalanalysis which shows 9-10% difference.

الروافد المركبة المستمر ة تتكون من بلاطات خرسانية وعتبات حديدية تربطها روابط باشكالمختلفة ,وهي ذات استخدام واسع في الهندسة المدنية في مجالي الجسور وانشاء الابنية. لهذا فان دراسةتصرفها تحت العزوم السالبة اصبح امرا ضروري ا. ان التجارب العملية في هذا المجال قليلة وانالمعلومات عن سلوك البلاطات والروابط المعرضة الى قوى شد غير متوفرة الى حد ما.تضمن البحث تحليل نظري لنتائج عملية متوفرة للروافد المركبة المستمرة تحت تاثير العزومبالامكان .( ANSYS software السالبة وذلك باستخدام طريقة العناصر المحددة ( برنامج جاهزاستخدام البرنامج لحساب السلوك العام بكفاءة ودقة لمختلف مستويات التحميل ولغاية الفشل . ولقداقترح موديل ( انموذج ) حسابي ثلاثي الابعاد للتحليل اللاخطي باستخدام هذا البرنامج . تم التحليلبتغطية الحمل -الهطول لسلوك المنشا المركب، الانزلاق الطولي بين البلاطة الخرسانية والعتبة الحديديةوتوزيع رباطات القص. تمت المقارنة مع النتائج العملية المتوفرة ولوحظ ان الاختلاف يتراوح ب ين. %10-9

Listing 1 - 10 of 16 << page
of 2
>>
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (16)


Language

English (14)

Arabic (2)


Year
From To Submit

2019 (4)

2016 (1)

2015 (1)

2014 (2)

2013 (2)

More...