Численное исследование поведения железобетонных балок при высоких температурах
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2023-110-6-58-72
Аннотация
Численное исследование сосредоточено на анализе структурной реакции железобетонных (RC) балок при высоких температурах. Целью этого исследования является более глубокое понимание того, как железобетонные конструкции ведут себя при воздействии повышенных температур и как это влияет на свойства материалов бетона и стальной арматуры. Для проведения этого анализа используется анализ методом конечных элементов (FEA) с использованием пакета программного обеспечения ABAQUS. FEA позволяет моделировать поведение RC-балки под пожаром путем ввода соответствующих параметров, таких как свойства материала, размеры и температура. Программа рассчитывает распределение температуры внутри конструкции и прогнозирует результирующие структурные реакции. Применяются две фазы: до и после воздействия пожара. Рассматриваются балки как из нормального бетона (NSC), так и из высокопрочного бетона (HSC). Результаты показывают, что высокие температуры оказывают пагубное влияние на общее поведение бетонных балок. Показано, что при 600°C остаточная прочность балок HSC в два раза выше, чем балок NSC.
Об авторах
Х. Х. Альзамили
Российский университет дружбы народов (РУДН)
Россия
Россия
Альзамили Хадиль Хаким - РУДН, аспирантка департамента строительства инженерной академии.
Москва
А. М. Эльшейх
Российский университет дружбы народов (РУДН); Мансура университет
Египет
Египет
Эльшейх Ассер Мохамед – РУДН, кандидат технических наук, доцент департамент строительства инженерной академии. Мансура университет, кандидат технических наук, доцент.
Москва, Мансура
Список литературы
1. Miliozzi A., Chieruzzi M., Torre L. Experimental investigation of a cementitious heat storage medium incorporating a solar salt //Applied Energy. 2019. No. 250. Рр. 1023-1035.
2. Ni S., Gernay T. Predicting residual deformations in a reinforced concrete building structure after a fire event // Engineering Structures. 2020. Рр. 109853.
3. Khan E.U., Khushnood R.A., Baloch W.L. Spalling sensitivity and mechanical response of an ecofriendly sawdust high strength concrete at elevated temperatures // Construction and Building Materials. 2020. No. 258. Рр. 119656.
4. Bolina F., Tutikian B., Rodrigues J.P.C. Thermal analysis of steel decking concrete slabs in case of fire // Fire Safety Journal. 2021. No. 121. Рр. 103295.
5. Saleheen Z., Krishnamoorthy R.R., Nadjai A. A review on behavior, material properties and finite element simulation of concrete tunnel linings under fire // Tunnelling and Underground Space Technology. 2022. No. 126. Рр. 104534.
6. Gao W.Y., Dai J.G., Teng J.G., Chen G.M. Finite element modeling of reinforced concrete beams exposed to fire // Engineering structures. 2013. No. 52. Рр. 488-501.
7. Cai B., Li B., Fu F. Finite element analysis and calculation method of residual flexural capacity of postfire RC beams // International Journal of Concrete Structures and Materials. 2020. 14. 1-17.
8. Roudari S.S., Abu-Lebdeh T.M. Evaluation of fire effects on reinforced concrete columns using finite element method // American Journal of Engineering and Applied Sciences. 2019.
9. Musmar M., Shatnaw A., Shatarat N. Finite element analysis of the behavior of RC beams during fires // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. No. 12. Рр. 6869-6876.
10. Yong W., Yu-li D., Guang-chun Z. Nonlinear numerical modeling of two-way reinforced concrete slabs subjected to fire // Computers & Structures. 2012. No. 119. Рр. 23-36.
11. Santosh T., Nur Y., Eyosias B. Post-fire analysis and numerical modeling of a fire-damaged concrete bridge // Engineering Structures. 2021. No. 244. Рр. 112764.
12. Hoang-Le M., Samir K., Magd A. A concrete damage plasticity model for predicting the effects of compressive high-strength concrete under static and dynamic loads // Journal of Building Engineering. 2021. No. 44. Рр. 103239.
13. Bakhti R., Benahmed B., Laib A. New approach for computing damage parameters evolution in plastic damage model for concrete // Case Studies in Construction Materials. 2021. No. 16. Рр. e00834.
14. Nastri E., Todisco P. Macro mechanical Failure Criteria: Elasticity, Plasticity and Numerical Applications for the Non-Linear Masonry Modelling // Buildings. 2022. No. 12(8). Рр. 1245.
15. Cui L., Zhang X., Hao H. Improved analysis method for structural members subjected to blast loads considering strain hardening and softening effects // Advances in Structural Engineering. 2021. 24(12). 2622-2636.
16. Kaish A.B.M.A., Alam M.R., Hassan Md.K., Ullah S.N. Numerical investigation of the behavior of retrofitted flexural cracked beam with external plate bonding // Conference: Conference on Engineering Research, Innovation and Education 2011 (CERIE 2011) At: SUST, Sylhet, Bangladesh.
17. Li W.S., Deng X.W. The temperature field finite element analysis of concrete beam after fire based on Abaqus // Applied Mechanics and Materials. 2011. No. 90. Рр. 3089-3092.
18. Krishna D.A., Priyadarsini R.S., Narayanan S. Effect of elevated temperatures on the mechanical properties of concrete // Procedia Structural Integrity. 2019. No. 14. Рр. 384-394.
19. Pokorný P., Kolísko J., Čítek D., Kostelecká M. Effect of elevated temperature on the bond strength of prestressing reinforcement in UHPC // Materials (Basel). 2020. No. 13( 21). Рр. 4990.
20. Oliveira P.N., Fonseca E.M.M., Campilho R.D.S.G., Piloto P.A. Analytical equations applied to the study of steel profiles under fire according to different nominal temperature-time curves // Mathematical and Computational Applications. 2021. No. 26(2). Рр. 48.
21. Suntharalingam T., Upasiri I., Nagaratnam B., Poologanathan K., Gatheeshgar P., Tsavdaridis K.D., Nuwanthika D. Finite Element Modelling to Predict the Fire Performance of Bio-Inspired 3D-Printed Concrete Wall Panels Exposed to Realistic Fire / Buildings. 2022. No. 12(2). Рр. 111.
22. Bamonte P., Lo Monte F. Reinforced concrete columns exposed to standard fire: Comparison among different constitutive models for concrete at high temperature // Fire Safety Journal. 2015. No. 71. Рр. 310-323.
23. Weerasinghe P., Nguyen K., Mendis P., Guerrieri M. Large-scale experiment on the behaviour of concrete flat slabs subjected to standard fire // Journal of Building Engineering. 2020. No. 30. Рр. 101255.
24. Yang M., Pham D.T., Bleyer J., de Buhan P. Evaluating the failure load of high-rise reinforced concrete walls under fire loading using the yield design approach // Structures. 2023. No. 48. Рр. 934-946.
25. Dong H., Zhu J., Cao W., Rao Y., Liu Y. Structural behavior of mega steel-reinforced high-strength concrete rectangular columns under axial compression // Journal of Building Engineering. 2022. No. 61. Рр. 105272.
26. Roudari S.S., Abu-Lebdeh T. Evaluation of fire effects on reinforced concrete columns using finite element method // American Journal of Engineering and Applied Sciences. 2019. No. 12(2). Рр. 227-235.
27. Haido J.H., Tayeh B.A., Majeed S.S., Karpuzcu M. Effect of high temperature on the mechanical properties of basalt fibre self-compacting concrete as an overlay material // Construction and Building Materials. 2021. No. 268. Рр. 121725.
28. Alzamili H.H. Post-fire behavior of various reinforced concrete elements with various strengthening methods // Thesis. Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University). Moscow. Russian Federation. 2023.
29. Elsheikh A., Alzamili H.H. Post Fire Behavior of Structural Reinforced Concrete Member (Slab) Repairing with Various Materials // Civil Engineering Journal. 2023. No. 9(8). Рр. 2012-2031. doi:10.28991/CEJ-202309-08-013.
Рецензия
Для цитирования:
Альзамили Х.Х., Эльшейх А.М. Численное исследование поведения железобетонных балок при высоких температурах. Строительство и реконструкция. 2023;(6):58-72. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2023-110-6-58-72
For citation:
Alzamili H.H., Elsheikh A.M. Numerical study of the behavior of rc beam at high temperatures. Building and Reconstruction. 2023;(6):58-72. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2023-110-6-58-72
Просмотров:
114
Послать статью по эл. почте 