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Finite Element Analysis of CFRP- Reinforced Concrete Beams

Análisis de elementos finitos de Vigas de Hormigón Armado CFRP

dc.contributoren-US
dc.contributores-ES
dc.creatorSakbana, A.
dc.creatorMashrei, M.
dc.date2020-09-07
dc.date.accessioned2022-04-12T11:29:16Z
dc.date.available2022-04-12T11:29:16Z
dc.identifierhttps://www.ricuc.cl/index.php/ric/article/view/1047
dc.identifier10.4067/S0718-50732020000200148
dc.identifier.urihttps://revistaschilenas.uchile.cl/handle/2250/181237
dc.descriptionThis study concerns with flexural behavior of RC beams strengthened by carbon fiber reinforced polymer (CFRP) using finite element method (FEM). ABAQUS program has been used in this research. The load-deflection relationship, crack pattern, strain in the concrete at mid-span section of the beam and failure modes of all tested beams are studied. After validation of FEM model, parametric studies are presented to assess the effect of the compressive strength of concrete, thickness, and length of CFRP, and the presence of CFRP on stress in steel bars. From the current results, it can be obtained that the flexural capacity of RC beams strengthened with CFRP increased by 6.6% for beam strengthed by EBR and to 108.8% for beam strengthed by near surface mounted (NSM) compared to the reference beams. According to parametric studies, it is found that by increasing the compressive strength of concrete from 30 MPa to 70 MPa, the beam capacity increase by 25.6%, while increasing the length of CFRP from 600 mm to 900 mm leads to increase the beam capacity by 12.7%. Increasing thickness of CFRP sheet from 0.11 mm to 0.5 mm leads to an increase in the stiffness and the flexural capacity of the beam by 47.9%. Also, the results of this study approved that the strengthening of RC beams by CFRP laminates using the NSM technique is more efficient than externally bonded reinforcement (EBR) techniques and this is agreed with the experimental results. Finally, it can be concluded that the finite element model provides good accuracy compared to the experimental results and ACI-440 results.en-US
dc.descriptionEste estudio se refiere al comportamiento de flexión de vigas RC fortalecidas con polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) utilizando el método de elementos finitos (MEF). El programa ABAQUS se ha utilizado en esta investigación. Se estudia la relación carga-deflexión, patrón de grietas, deformación en el concreto en la sección del tramo medio de la viga y los modos de falla de todas las vigas probadas. Después de la validación del modelo MEF, se presentan estudios paramétricos para evaluar el efecto de la resistencia a la compresión del concreto, el grosor y la longitud de CFRP, y la presencia de CFRP en la tensión de las barras de acero. A partir de los resultados actuales, se puede obtener información que la capacidad de flexión de las vigas RC reforzadas con CFRP aumentó en un 6.6% para vigas reforzadas por EBR y a 108.8% para vigas reforzadas por montaje cerca de la superficie (NSM) en comparación con las vigas de referencia. Según estudios paramétricos, se encuentra que, al aumentar la resistencia a la compresión del concreto de 30 MPa a 70 MPa, la capacidad de la viga aumenta en un 25.6%, mientras que el aumento de la longitud de CFRP de 600 mm a 900 mm conduce a aumentar la capacidad de la viga en 12,7%. El aumento del grosor de la lámina de CFRP de 0,11 mm a 0,5 mm conduce a un aumento de la rigidez y la capacidad de flexión de la viga en un 47,9%. Además, los resultados de este estudio probaron que el fortalecimiento de las vigas RC por laminados CFRP utilizando la técnica NSM es más eficiente que las técnicas de refuerzo unido externamente (RUE) y esto está de acuerdo con los resultados experimentales, se puede concluir que el modelo de elementos finitos proporciona una gran precisión en comparación con los resultados experimentales y los resultados de ACI-440.es-ES
dc.formatapplication/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languageeng
dc.publisherPontificia Universidad Católica de Chileen-US
dc.relationhttps://www.ricuc.cl/index.php/ric/article/view/1047/PDF%20SPANISH
dc.relationhttps://www.ricuc.cl/index.php/ric/article/view/1047/PDF%20ENGLISH
dc.rightsCopyright (c) 2020 Revista Ingeniería de Construcciónen-US
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0en-US
dc.sourceRevista Ingeniería de Construcción; Vol 35, No 2 (2020); 148-169es-ES
dc.sourceRevista Ingeniería de Construcción; Vol 35, No 2 (2020); 148-169en-US
dc.source0718-5073
dc.source0716-2952
dc.subjecten-US
dc.subjectFEM (Finite Element Method); CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer); Behavior; Flexure; Beamen-US
dc.subjectes-ES
dc.subjectMEF (Metodo de Elementos Finitos); CFRP (Polimero Reforzado con Fibra de Carbono); Comportamiento; Flexión; Vigaes-ES
dc.titleFinite Element Analysis of CFRP- Reinforced Concrete Beamsen-US
dc.titleAnálisis de elementos finitos de Vigas de Hormigón Armado CFRPes-ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.typeen-US
dc.typeArtículo revisado por pareses-ES


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