TY - JOUR ID - TI - Behavior of Reinforced Concrete Composite Beams with Embedded Prestressed Concrete Prisms Using Nonlinear Finite Element Analysis سلوك الروافد المركبة الخرسانية المسلحة المتضمنة موشورات خرسانية مسبقة الجهد باستخدام التحليل اللاخطي بالعناصر المحددة AU - Dr. Laith Khalid Al-Hadithy د. ليث خالد الحديثي PY - 2008 VL - 11 IS - 2 SP - 202 EP - 215 JO - Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences مجلة النهرين للعلوم الهندسية SN - 25219154 25219162 AB - The investigation described herein deals with a theoretical study of the flexural behavior of simply supported composite beams consisting of precast prestressed concrete prisms as tension reinforcement in reinforced concrete, by developing a non-linear three-dimensional finite element model.Eight-node isoparametric brick elements with and without smeared steel reinforcement are used to model the reinforced concrete medium and the precast concrete prism respectively, using the corresponding material properties and considering the appropriate tensile cracking and compressive crushing phenomena for each , while a two-node three-dimensional axial element capable of plastic post-yield deformation is used for modeling the prestressing steel strands. Perfect bond is assumed for all concrete-concrete and steel-concrete contact surfaces.with its qualified brick and axial elements is used to predict the load-deflection behavior of four typical simply supported beams using such composite system and varying in cross-sectional whole dimensions and areas of precast prisms, prestressing strands and nonprestressed rebars. That behavior is compared with behavior of four previously tested corresponding specimens to verify the accuracy of the finite element model in the linear and post-cracking stages.A parametric study comprizing effects of the relative eccentricity of the prestressing strands and the geometric state of precast prestressed prisms on flexural behavior of this composite system is preformed to compute these effects on stiffness and ultimate resistance proving their major role after cracking which depends on the relative quantities of precast prisms and prestressing strands.Accurate results of the present finite element model has proved its effectiveness and reliability in the analysis of such composite systems, hence giving motive to widen its application in that field.

يعنى البحث الموصوف أدناه بدراسة نظرية لسلوك الانحناء لروافد مركبة بسيطة الارتكاز تتكون من موشورات خرسانية مسبقة الصب و الجهد تعمل كتسليح شد في الخرسانة المسلحة، بانشاء نموذج لاخطي ثلاثي الابعاد بالعناصر المحددة.تم استخدلم العناصر الطابوقية الأيزوبارامترية ثمانية العقد- بوجود و بغياب حديد التسليح المفروش – لتشكيل الوسط الخرساني المسلح و الموشورات الخرسانية مسبقة الصب على التوالي، باستخدام خصائص المواد المحددة مع الاخذ بنظر الاعتبار ظاهرتي تشقق الشد و انسحاق الضغط لكل من نوعي الخرسانة المستخدمين. أما بالنسبة للحبال الحديدية مسبقة الاجهاد فقد تم تمثيلها باستخدام العناصر المحورية ثلاثية الابعاد القادرة على التشوة اللدن في مرحلة ما بعد الخضوع. تم افتراض ترابط تام لكل سطوح التماس الخرسانية – الخرسانية، و الحديدية- الخرسانية.تم استخدام برنامج العناصر المحددة ANSYS – مع عنصرية المؤهلين الطابوقي و المحوري – لقياس سلوك الحمل – الهطول لأربعة عتبات نموذجية بسيطة الارتكاز تستخدم النظام المركب المذكور اعلاه ، و تختلف فيما بينها بالأبعاد الاجمالية للمقطع العرضي و المساحات النسبية لمقاطع الموشورات مسبقة الصب ، للحبال مسبقة الاجهاد ، و لقضبان التسليح الاعتيادية . كما تمت مقارنة هذا السلوك مع سلوك اربعة نماذج عملية مناظرة للنماذج الرياضية تم فحصها مختبريا في بحث سابق للتحقق من دقة نموذج العناصر المحددة في المرحلة الخطية و مرحلة مابعد التشقق.تم اجراء دراسة مقارنة تتضمن تاثيرات اللاتمركز النسبي للحبال الحديدية المسبقة الاجهاد و لحالة الهندسية الشكلية geometric للموشورات الخرسانية مسبقة الصب و الاجهاد على سلوك الهطول لذلك النظام الانشائي المركب لحساب تاثيرات العاملين المذكورين على الصلادة stiffness و المقاومة القصوى لأثبات دورهما الاكبر بعد التشقق الذي يعتمد على الكميات النسبية للموشورات مسبقة الصب و للحبال مسبقة الاجهاد.اثبتت النتائج الدقيقة للنموذج الحالي بالعناصر المحددة فعالية و موثوقية هذا النموذج في تحليل هذا النوع من الانظمة الانشائية المركبة لتعطي بذلك دفعا باتجاه توسيع تطبيق و استخدام النموذج الحالي في هذا المضمار. ER -