رفتارسازه ای پانهای ساندویچی بتنی پیش ساخته یک طرفه و دوطرفه با لایه تحتانی متفاوت و هسته بتن سبک تحت بارخمشی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه، گروه مهندسی عمران، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

چکیده

در این مقاله رفتار سازه ای پانلهای ساندویچی پیش ساخته تحت خمش بررسی شده است. تحلیل اجزاء محدود پانل‌های ساندویچی بتنی پیش‌ساخته کامپوزیت جهت امکان استفاده آنها در ساخت و سازهای صنعتی مطالعه شده است. این پانل‌ها متشکل ازسه لایه می‌باشند,لایه‌ها عبارتند از: یک لایه بتن مسلح پرمقاومت به عنوان لایه فوقانی، یک لایه ضخیم از بتن سبک به عنوان لایه میانی یا هسته و یک صفحه فلزی نازک مسطح یا کنگره‌ای و یا یک لایه بتن مسلح مقاوم در مقابل کشش به عنوان لایه تحتانی. در این پژوهش ابتدا 8 مدل پانل‌های یک‌طرفه و دو طرفه ساندویچی پیش‌ساخته بتنی با هسته بتن سبک در نرم افزار ABAQUS مدل-سازی شده و از لحاظ عملکرد سازه‌ای مورد بررسی قرار گرفته‌اند. تاثیرسختی اتصال دهنده‌های برشی که با توجه به قطر آنها اندازه گیری می‌شود بر روی مقاومت نهایی و میزان عملکرد مرکب پانل بررسی شده است. همچنین تاثیر جهت گیری اتصالات برشی در یک و دو جهت نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مدل اجزا محدود پانل‌ها در نرم افزار ABAQUS رفتاری منطقی از منحنی بار- تغییر مکان دراتصال دهنده‌های برشی بدست آمده است. مقاومت نهایی و درجه عملکرد کامپوزیت به میزان بسیار زیادی به سخت کننده‌های اتصالات برشی استفاده شده بستگی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Structural behavior of precast concrete composite one-and two-way sandwich panels with different lower layers and lightweight concrete core under Flexural load

نویسندگان [English]

  • Allahdad Ahmadi 1
  • Arash Totonchi 2
  • Ashkan Torabi 2
  • Davoud Safari 3
1 Ph.D. Candidate, in Structural Engineering, Department of Civil Engineering, Marvdasht Branch, Azad Islamic University, Marvdasht, Iran
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Marvdasht Branch, Azad Islamic University, Marvdasht, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Shiraz Branch, Azad Islamic University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

In this paper, the structural behaviour of precast concrete sandwich panels (PCSP) under flexure is studied. Finite element analyses (FEA) were carried out to study the behavior of composite precast concrete sandwich panels (PCSP) in order to examine feasibility of their usage as slab elements in the construction industry. The panels are composed of three layers; A high strength reinforced concrete top layer. A thick layer of light-weight concrete as the intermediate layer or core, and a thin, flat or corrugated steel plate and or a tensile resistant reinforced concrete bottom layer. In this research, at first eighth model of one-and two-way sandwich panels with the ABAQUS software was modeled and in terms of structural performance have been studied. In addition, the effect of steel shear connector’s stiffness as measured by its diameter on the ultimate strength and the compositeness of the panels was investigated. The effect and orientation of the shear connectors in one or two directions were also investigated. The results of finite element analysis by ABAQUS software show a logical behavior of load-deflection curves in shear connectors. The ultimate strength and the degree of composite action desired were found to depend to a large extent upon the stiffness of the shear connector used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Finite Element Analysis
  • lightweight concrete core
  • Sandwich Panel
  • precast
  • shear connectors
  • composite

مراجع

[1] Paul M, Hopkins. A Chen. Mostafa, Yossef. (2017). Static and dynamic analyses of insulated concrete sandwich panels using a unified non-linear finite element model. Journal of Engineering Structures 132 (2017) 249–259.
[2] Thomas, G. Norris, An Chen. (2016). Development of insulated FRP-confined Precast Concrete Sandwichpanel with side and top confining plates and dry bond. Journal of Composite Structures 152 (2016) 444–454.
[3] Karthik Ram Ramakrishnan and et al, (2016). Experimental study of the medium velocity impact response of sandwich panels with different cores. Journal of Materials and Design 99 (2016) 68–82.
[4] Mugahed, Amran. Y.H. Raizal, S.M. Rashid, Farzad Hejazi, Nor Azizi Safiee, A. A. Abang Ali. (2016). Structural behavior flaterally loaded precast foamed concrete sandwich panels, Int. J. Civ. Environ. Struct. Constr. Arch. Eng. 10(3).
 [5] Mugahed, Amran, Y. H. Raizal, S.M. Rashid, Farzad Hejazi, Nor Azizi Safiee, A. A. Abang Ali. (2016). Response of precast foamed concrete sandwich panels to flexural loading. Journal of Building Engineering,7 (2016)143–158.
 [6] J, Daniel Ronald Joseph. J, Prabakar. P, Alagusundaramoorthy. (2016). Flexural behaviour of precast  concrete sandwich panels under different loading conditions such as punching and bending. Journal of Alexandria Engineering, xxx, xxx–xxx  
[7] Hamid, Kazem. William G. Bunn, Hatem M. Seliem, Sami H. Rizkalla, Harry Gleich. (2015). Durability and long-term behavior of FRP/foam shear transfer mechanism for concrete sandwich panels. Journal of Construction and Building Materials 98 (2015) 722–734.
[8] Noridah, Mohammad. A. I. Khalil, A. A. Abdul Samad, and W.I. Goh. (2014). Structural behavior of Precast Light-Weight Foam Concrete Sandwich Panel with Double Shear Truss Connectors under Flexural Load. Hindawi Publishing corporation ISRN Civil Engineering Volume 2014,7 Pages.
[9] Mohammed Hussin, A. D. (2013). Structural Behavior of Composite Sandwich Slab Panels. Journal of Engineering and Development, Vol. 17, No.4, October 2013, ISSN 1833-7822.
[10] Ahmad, I. Mohamad, N. (2011). Structural behavior of precast lightweight concrete sandwich panel under Eccentric Load: An over view. University Tun Hussein Onn Malaysia.
[11] Schumann, E. Vallee, T. and Keller, T. (2008). Direct load transmission in sandwich slabs with lightweight concrete core. Tailor Made Concrete Structures-Walraven & Stoelhorst (eds) 2008 Taylor & Francis Group, London, lSBN 978-0-415-47535-8.
[12] Schumann, E. vallee, T. and Keller, T. (2008). Direct load transfer of hybrid FRP-concrete sandwich structure for bridge decks. Fourth International Composites in Civil Engineering. CICE2008. 22-24 July, Zurich, Switzerland.
[13] Schumann, E. (2008). Hybrid FRP-lightweight concrete sandwich system for Engineering structures. Thesis, Dipl. Lag. Vniversitat Karlsruhe Allemagne et De Nationalite Allemande.
[14] Benayoune, A. Abang Ali, A. Abdul samad, A. And trikha, D. (2007). Flexural analysis of composite one-and two-way sandwich slabs with truss-shaped connectors. Journal, The Institution of Engineers, Malaysia vol. 68, No.1March 2007.
[15] Benayoune, A. samad, A. A. A. Abang Ali, A. A. and trikha, D. N. (2007). Response of pre-cast reinforced composite sandwich panels to axial loading. Journal of Construction and building materials, page 677-685.
[16] Benayoune, A. Abdul samad, A. A. Trikha, D. N. Abang Ali, A.A., and Elianna, s. H. M. (2008). Flexural behavior of pre- cast concrete sandwich composite Panel-Experimental and theoretical investigations. science direct. Journal of Construction and Building Materials, page 580-592
[17] Einea, A. Salmon, D. Tadros, M. and Culp, T. (1994). A new structurally and thermally efficient precast sandwich panel system. PCI, Journal, July-August1994,90-101.
[18] ABAQUS, Finite Element Program Theory Manual (version 6. 12. 1). Hibbit, Karlssson & Sorenson Inc. USA,1993.
[19] Kent D.C. and park R. (1971). Flexural Members with Confined Concrete, Journal of Structural Division, Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Vo l.97, No. ST7,1969-1990
[20] Park R. and parlay T. (1975). Reinforced Concrete Structures, Johen Wiley and Sons.
مهندسی سازه و ساخت
دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 39
اردیبهشت 1400
صفحه 224-243

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 01 مرداد 1397
  • تاریخ بازنگری: 20 اسفند 1397
  • تاریخ پذیرش: 26 اردیبهشت 1398

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار