Fulltext

Improving the Strength of Steel Perforated Plate Girders Loaded in Shear Using CFRP laminates

تحسين مقاومة العوارض اللوحية الفولاذية المثقبة المحملة بالقص بأستخدام صفائح ألياف الكاربون البوليمرية المسلحة

May J. Hamoodi --- Waeel Sh.Abdul-Sahib --- Ihsan K.Abed

Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا
ISSN: 16816900 24120758 Year: 2015 Volume: 33 Issue: 9 Part (A) Engineering Pages: 2119-2129
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Abstract

The structural behavior of perforated composite web plate girders under shear loading is studied. Five steel plate girders have been tested. Two of them are reference girders, not perforated and perforated. The perforated webs in the three other girders are strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminates in different patterns. The diameter of the central circle opening is 300 mm, where is 60% of the web depth. It is found from the experimental work that the ultimate shear load for the perforated composite web plate girder is higher than the reference perforated girder in a range of 100% to 134% depending on the orientation of the fiber in CFRP laminates. Through the experimental results, new formulas are presented to predict the ultimate shear load of perforated strengthened steel girders by CFRP laminates. A nonlinear finite element analysis is carried out for the tested plate girders using the package software program (ANSYS V.14.5). The analytical results contain the distribution of VonMises stresses, which is useful to have a better understanding to the results obtained from the experimental tests.

في هذا البحث يدرس السلوك الأنشائي للعوارض اللوحية المثقبة الوترة والمدعمة تحت أحمال القص. خمسة عوارض لوحية فولاذية تم أختبارها. أثنان منها عوارض مرجعية, غير مثقبة ومثقبة.الوترات المثقبة في العوارض الثلاثة الأخرى تقوى بصفائح ألياف الكاربون البوليمرية المسلحة بعدة طرق. قطر الفتحة الدائرية في الوترة هو 300mm اي مايساوي 60% من عمق الوترة. من التجارب العملية وجد أن الحمل الأقصى لقوى القص للعارضة اللوحية المثقبة والمدعمة الوترة أعلى من العارضة المثقبة المرجعية بمعدل من 100% الى 134% بالأعتماد على أتجاه الألياف في صفائح ألياف الكاربون. تم أستنتاج من خلال النتائج العملية معادلات جديدة لمعرفة الحمل الأقصى لقوى القص للعوارض الفولاذية المثقبة والمقواة بصفائح الياف الكاربون.تم أستعمال التحليل اللاخطي بواسطة العناصر المحددة للعوارض اللوحية المفحوصة بأستخدام البرنامج الجاهز ANSYS v.14.5 .النتائج التحليلية تتضمن ق توزيع الأجهادات Von Mises التي كانت مفيدة في فهم افضل للنتائج المستحصلة من الجانب العملي.

Keywords

Steel plate girder --- CFRP --- web opening --- Composite web --- ANSYS