Flexural Properties of UHPFRC Beams with an Initial Notch

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 47

فایل این مقاله در 37 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_CIVLJ-11-1_009

تاریخ نمایه سازی: 23 شهریور 1403

چکیده مقاله:

Experimental and numerical studies are carried out in this study to characterize the flexural properties of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) beams with and without an initial notch reinforced with micro steel fibers in overall ratios of ۲% by volume. Dimensions of the notch were ۵ mm in width, and ۲۵ mm in height. For this purpose, three-point bending tests were carried out on UHPFRC specimens. Thereafter, numerical studies were carried out to validate experimental findings and in subsequent, sensitivity analyses were carried out to provide better insight with regard to the investigated parameters. Variables of the study were: mesh size, width, height, length, overall size of the beam, tensile strength, compressive strength, modulus of elasticity, crack mouth-opening displacement (CMOD), and crack tip-opening displacement (CTOD). Furthermore, vertical deflection-CMOD findings were compared against available equations in the literature and discussions were made where relevant. Results showed that finer mesh leads to negligible stiffer results with similar observations for the maximum sustained stress by the modulus of elasticity, compressive strength, and width variations. Moreover, ۴۰% increase in the tensile strength led to ۴۷% increase in the sustained stress and doubling the clear span led to ۵.۵% increase in the sustained stress and ۲۰% peak deflection.; depth variations led to size effect phenomenon and  nonlinear regression analyses successfully captured the flexural load-deflection, load-CMOD, and load-CTOD trends of the flexural beams with coefficient of correlation values ( ) close to unity. Finally, a brief cost analysis was given for the fabrication of ۱  of UHPFRC.

کلیدواژه ها:

Ultra-high-performance concrete (UHPC) ، Micro-steel fiber ، Initial notch ، Crack mouth-opening displacement (CMOD) ، Crack tip-opening displacement (CTOD) ، Size effect

نویسندگان

Younes Baghaei Osgouei

Ph.D. Candidate, Department of Civil Engineering, Faculty of Civil and Earth Resources Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Shahriar Tavousi Tafreshi

Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Civil and Earth Resources Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Masoud Pourbaba

Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Maragheh Branch, Islamic Azad University, Maragheh, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Du, J., Meng, W., Khayat, K. H., Bao, Y., Guo, ...
  • SETRA (Service d’études techniques des routes et autoroutes), and AFGC ...
  • ACI ۲۳۹ (۲۰۱۲). Committee on Ultra-High-Performance Concrete, American Concrete Institute, ...
  • FIB (fédération internationale du béton), (۲۰۱۳). Model Code for Concrete ...
  • BS EN ۲۰۶:۲۰۱۳+A۲ (۲۰۲۱) Concrete. Specification, performance, production and conformity. ...
  • Richard, P., & Cheyrezy, M. (۱۹۹۵). Composition of reactive powder ...
  • Zhang, D., Yu, J., Wu, H., Jaworska, B., Ellis, B. ...
  • McMullen, K. F., & Zaghi, A. E. (۲۰۲۱). Rapid rehabilitation ...
  • Sturm, A. B., Visintin, P., & Oehlers, D. J. (۲۰۲۰). ...
  • Donnini, J., Lancioni, G., Chiappini, G., & Corinaldesi, V. (۲۰۲۱). ...
  • Tran, N. T., Nguyen, D. L., Kim, D. J., & ...
  • Tam, C. M., Tam, V. W., & Ng, K. M. ...
  • Dong, Y. (۲۰۱۸). Performance assessment and design of ultra-high performance ...
  • Yu, R., Spiesz, P., & Brouwers, H. J. H. (۲۰۱۴). ...
  • Wille, K., El-Tawil, S., & Naaman, A. E. (۲۰۱۴). Properties ...
  • Naaman, A. E. (۲۰۰۳). Engineered steel fibers with optimal properties ...
  • Maalej, M., & Li, V. C. (۱۹۹۴). Flexural/tensile-strength ratio in ...
  • Joo Kim, D., El-Tawil, S., & Naaman, A. E. (۲۰۰۹). ...
  • Tran, T. K., & Kim, D. J. (۲۰۱۳). Investigating direct ...
  • Kanakubo, T. (۲۰۰۶). Tensile characteristics evaluation method for ductile fiber-reinforced ...
  • Naaman, A. E., & Homrich, J. R. (۱۹۸۹). Tensile stress-strain ...
  • Hassan, M. M., Schiermeister, L., & Staiger, M. P. (۲۰۱۵). ...
  • ELG Carbon Fibre Ltd. LCA benefits of rCF (۲۰۱۷). In: ...
  • Dai, Q., Kelly, J. C., Burnham, A., & Elgowainy, A. ...
  • Greene J. Sustainable plastics with reduced carbon footprint & reduced ...
  • Yu, J., Yao, J., Lin, X., Li, H., Lam, J. ...
  • Keoleian, G. A., Kendall, A., Dettling, J. E., Smith, V. ...
  • Kim, S. W., Jang, S. J., Kang, D. H., Ahn, ...
  • Yacout, D. M., Abd El-Kawi, M. A., & Hassouna, M. ...
  • Barber, A., & Pellow, G. (۲۰۰۶). LCA: New Zealand merino ...
  • De Fazio, P. (۲۰۱۱). Basalt fiber: from earth an ancient ...
  • Inman, M., Thorhallsson, E. R., & Azrague, K. (۲۰۱۷). A ...
  • Song, Y. S., Youn, J. R., & Gutowski, T. G. ...
  • Vlachopoulos, J. (۲۰۰۹). An assessment of energy savings derived from ...
  • Yu, J., Yao, J., Lin, X., Li, H., Lam, J. ...
  • Boustead, I. (۱۹۹۹). Ecoprofiles of plastics and related intermediates. Association of ...
  • Yoo, D. Y., Kim, M. J., Kim, S. W., & ...
  • Meng, W., Valipour, M., & Khayat, K. H. (۲۰۱۷). Optimization ...
  • JCI SF۴, (۱۹۸۳). Standard Test Method for Flexural Strength and ...
  • Teutsch, M., ۲۰۰۴. German guidelines on steel fiber concrete. In ...
  • ASTM C۱۳۹۹ / C۱۳۹۹M, (۲۰۱۵). Standard Test Method for Obtaining ...
  • RILEM TC ۱۶۲-TDF, (۲۰۰۳), “Final Recommendation of RILEM TC ۱۶۲-TDF: ...
  • DIN EN ۱۴۵۶۱, (۲۰۰۶). Chemical Disinfectants and Antiseptics – Quantitative ...
  • ASTM C۱۶۰۹ / C۱۶۰۹M (۲۰۱۹a), Standard Test Method for Flexural ...
  • ASTM C۲۹۳ / C۲۹۳M, (۲۰۱۶). Standard Test Method for Flexural ...
  • Navalurkar, R.K., Hsu, C.T.T., Kim, S.K. and Wecharatana, M., (۱۹۹۹). ...
  • Chiaia, B., Fantilli, A.P. and Vallini, P., (۲۰۰۷). Evaluation of ...
  • Zhang, T.G., Leng, Y.B. and Gao, D.Y., (۲۰۱۰). Test for ...
  • Ding, Y., (۲۰۱۱). Investigations into the relationship between deflection and ...
  • Aslani, F. and Bastami, M., (۲۰۱۵). Relationship between deflection and ...
  • Meng, W., & Khayat, K. H. (۲۰۱۸). Effect of hybrid ...
  • Eide, M. B., & Hisdal, J. M. (۲۰۱۲). Ultra High ...
  • ASTM C۱۵۰ / C۱۵۰M (۲۰۲۰), Standard Specification for Portland Cement, ...
  • ASTM C۴۹۴ / C۴۹۴M (۲۰۱۹), Standard Specification for Chemical Admixtures ...
  • Hegger, J., & Rauscher, S. (۲۰۰۸). UHPC in composite construction. ...
  • ASTM C۳۹ / C۳۹M (۲۰۲۱), Standard Test Method for Compressive ...
  • Pourbaba, M., & Joghataie, A. (۲۰۱۹). Determining shear capacity of ...
  • Pourbaba, M., Sadaghian, H., & Mirmiran, A. (۲۰۱۹). Flexural response ...
  • Ahangarnazha, B. H., Pourbaba, M., & Afkar, A. (۲۰۲۰). Bond ...
  • ATENA (۲۰۱۶), Finite Element Software, ATENA Program Documentation, Theory and ...
  • Farzam, M., Sadaghian, H., & Khodadade, G. (۲۰۱۹). Shear behaviour ...
  • Farzam, M., & Sadaghian, H. (۲۰۱۸). Mechanical model for punching ...
  • Sadaghian, H., & Farzam, M. (۲۰۱۹). Numerical investigation on punching ...
  • Dadmand, B., Pourbaba, M., Sadaghian, H., & Mirmiran, A. (۲۰۲۰a). ...
  • Dadmand, B., Pourbaba, M., Sadaghian, H., & Mirmiran, A. (۲۰۲۰b). ...
  • Sadaghian, H., Pourbaba, M., Andabili, S. Z., & Mirmiran, A. ...
  • Dadmand, B., Pourbaba, M., & Riahi, R. (۲۰۲۲). Experimental and ...
  • Naderpour, H., Nagai, K., Fakharian, P., & Haji, M. (۲۰۱۹). ...
  • Suksawang, N., Wtaife, S., & Alsabbagh, A. (۲۰۱۸). Evaluation of ...
  • BS EN ۱۴۶۵۱, (۲۰۰۷). Test method for metallic fibre concrete—Measuring ...
  • Almusallam, T., Ibrahim, S.M., Al-Salloum, Y., Abadel, A. and Abbas, ...
  • Weibull, W. (۱۹۵۱). A statistical distribution function of wide applicability. Journal ...
  • Bazant, Z. P., & Chen, E. P. (۱۹۹۷). Scaling of ...
  • Carpinteri, A., & Chiaia, B. (۱۹۹۷). Multifractal scaling laws in ...
  • Kim, J. K., & Yi, S. T. (۲۰۰۲). Application of ...
  • Guo, Z. H. (۱۹۹۷). Strength and deformation of concrete. Beijing: Tsinghua ...
  • Yan, G. "Study on failure criterion and constitutive relationship of ...
  • Wang, L. M., & Xu, S. L. (۲۰۰۲). Characteristic curve ...
  • Wu, Z., Shi, C., He, W., & Wu, L. (۲۰۱۶). ...
  • Dehnavipour, H., Mehrabani, M., Fakhriyat, A., & Jakubczyk-Gałczyńska, A. (۲۰۱۹). ...
  • Nagaraj, A. (۲۰۲۱). Rheology of Fresh Concrete-A Review. Journal of Rehabilitation ...
  • Naderpour, H., Rafiean, A. H., & Fakharian, P. (۲۰۱۸). Compressive ...
  • Skazlić, M., & Bjegović, D. (۲۰۰۹). Toughness testing of ultra-high ...
  • Walraven, J. C. (۲۰۰۹). High performance fiber reinforced concrete: progress ...
  • نمایش کامل مراجع