Nonlinear analysis and optimal design of reinforced concrete plates and shells
المؤلفون المشاركون
Salih, Abd Rida
Allush, Namir A.
Muhammad, Ali Abd al-Husayn
المصدر
Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences
العدد
المجلد 18، العدد 5 (31 ديسمبر/كانون الأول 2010)، ص ص. 2040-2055، 16ص.
الناشر
تاريخ النشر
2010-12-31
دولة النشر
العراق
عدد الصفحات
16
التخصصات الرئيسية
الموضوعات
الملخص AR
هذا البحث معني بالتصميم المرن-اللدن الأمثل للألواح و القشريات الخرسانيه المسلحة و بالاعتماد علـى التحليـل المـرن-اللـدن اللاخطي هندسيا، باستخدام طريقة العناصر المحددة.
تم استخدام العنصر المتطبق القشري ذي العقد الثمانيـة مـع تحديـد خمـس درجات للحرية في كل عقدة متعلقة بالإزاحات الثلاث و دورانين للمتجه العمودي في كل عقدة.
لقد تم استخدام نموذج الطبقات فـي سلوك الخرسانة المسلحة مع فرض ترابط كلي بين حديد التسليح و الخرسانة.
تم تمثيل سـلوك الخرسـانة تحـت تـأثير إجهـادات الانضغاط كمادة مرنة مع انفعالات لدنة متصلدة أو مادة مرنة تامة اللدونة بعد الخضوع.
تم التعبير عن شروط الخضـوع بدلالـة المتغيرين الأوليين للإجهاد.
تم السيطرة على حركة الأسطح المتعاقبة بقاعدة التصلب التي تستقرأ من علاقـة الإجهـاد-الانفعال المحوري و الممثل عنها بدالة قطع مكافئ.
إن تهشم الخرسانة هي ظاهرة مسيطر عليها بالانفعال و منظمة بسطح سحق يشـبه سـطح الخضوع.
استعمل أسلوب الشق الثابت لتمثيل سلوك الخرسانة المتشققة مصاحب بشرط الشد للتنبؤ بحدوث الشق.
كما أخـذ بنظـر الاعتبار تخفيض معامل القص في منطقة الشق.
تناقص الترابط التدريجي باستمرار التشقق تم تمثيله من خلال نموذج صـلابة شـد الخرسانة.
لقد مثل سلوك حديد التسليح تحت تأثير قوى الشد و الانضغاط كمادة مرنة تامة اللدونة أو مادة مرنة مع تصـلب انفعـال خطي.
تم استخدام التقنية المعروفة بالتزايدية-التعاودية و التي تعمل تحت أحمال متزايدة لحل معادلات التوازن الغير خطيـة.
أمـا طريقة الحل التي استخدمت لمعالجة هذه التقنية هي طريقة محورة لطريقة (نيوتن-رافسون).
في هذه الطريقة (نيوتن-رافسون) المحورة تعدل مصفوفة الصلابة في الإعادة الثانية لكل زيادة حمل.
كما تم استخدام تقارب كل من الإزاحة و القوة في هذا البحث.
تم استعمال طرق متعددة لإجراء التكاملات العددية مثل التكامل الكامل و الاختياري و الناقص للتطبيقات المستخدمة في هذا البحث.
لقـد تم الأخذ بنظر الاعتبار في النموذج الرياضي المستخدم في هذا البحث التغير غير الخطي في الشكل مستندا على أسلوب (لاكـرانج) الكلي آخذا بنظر الاعتبار فرضيات (فون كارمن).
في حالة الأمثلية الإنشائية و التي هي أمثلية مقيدة لا خطية، فقـد تـم اسـتخدام طريقة هوك و جيفس (Hooke and Jeeves) المعدلة و باعتبار حجم المنشأ كدالة الهدف و أبعاده كمتغيرات التصـميم مـع قيـود هندسية.
العديد من الأمثلة المتعلقة بالسقوف و القشريات الخرسانية المسلحة، و التي قد تم تحليلها سابقا من قبل باحثين آخرين، تم تحليلها باستخدام طريقة العناصر المحددة الحالية و النتائج أظهرت تقارب جيد و خاصة مع نتائج التجارب العملية و مـع وجـود فرق بحدود (% 16.8-% 3) من الحمل الأقصى.
التصميم الأمثل للسقوف و القشريات الخرسانية المسلحة قد تم تناوله.
لقد أظهـرت النتائج بأن أقل كلفة للسقف نستطيع الحصول عليها عند استخدام أقل سمك.
أما في حالة القشريات الخرسانية المسلحة فـإن زيـادة السمك و درجة التقوس تعطي أقل كلفة.
الملخص EN
This research deals with the optimal design of reinforced concrete plate and shell structures based on nonlinear finite element method.
The eight-node degenerated curved shell element is used in which five degrees of freedom are specified at each nodal point.
A layered model is considered in the modeling of the reinforced concrete behaviour and a perfect bond between the concrete and reinforcement has been assumed.
The compressive behaviour of the concrete has been modeled by employing two approaches both elastic-strain hardening and elastic- perfectly plastic plasticity approach.
The yield condition is formulated in terms of the first stress and second deviatoric stress invariants.
The motion of the subsequent loading surface is controlled by the hardening rule that is extrapolated from the uniaxial stress-strain relationship given by a parabolic function.
The behaviour of cracked concrete has been modeled using a smeared fixed crack approach, coupled with a tensile criterion to predict crack initiation.
Gradual bond deterioration with progressive cracking is simulated by means of a tension stiffening model.
A reduced shear modulus is employed in the cracked zone.
The behaviour of steel reinforcement is idealized by elastic-perfectly plastic relation with linear strain hardening for tensile and compressive stresses.
The nonlinear equations of equilibrium have been solved using an incremental-iterative technique operating under load control.
Modified Newton-Raphson method has been employed..
A nonlinear geometrical model based on the total Lagrangian approach and taking into account the von Karman assumptions.
For the structural optimization problem, which is dealt with as a constraint nonlinear optimization, the so-called Modified Hooke and Jeeves method, (1) is employed by considering the total cost of the structure as the objective function and the dimensions as the design variables with geometrical constraints.
For the analysis of reinforced concrete plates and shells, the results show good agreement with experimental results and the difference at the range of (3%-16.8%) for the ultimate load.
The results of optimization for reinforced concrete plates show that the optimal cost occurs when using of minimum thickness of slab.
The optimal cost for reinforced concrete cylindrical shell occurs when the thickness and curvature of the shell increases and shell angle decreases.
نمط استشهاد جمعية علماء النفس الأمريكية (APA)
Salih, Abd Rida& Allush, Namir A.& Muhammad, Ali Abd al-Husayn. 2010. Nonlinear analysis and optimal design of reinforced concrete plates and shells. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences،Vol. 18, no. 5, pp.2040-2055.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287345
نمط استشهاد الجمعية الأمريكية للغات الحديثة (MLA)
Salih, Abd Rida…[et al.]. Nonlinear analysis and optimal design of reinforced concrete plates and shells. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences Vol. 18, no. 5 (2010 ), pp.2040-2055.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287345
نمط استشهاد الجمعية الطبية الأمريكية (AMA)
Salih, Abd Rida& Allush, Namir A.& Muhammad, Ali Abd al-Husayn. Nonlinear analysis and optimal design of reinforced concrete plates and shells. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences. 2010. Vol. 18, no. 5, pp.2040-2055.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287345
نوع البيانات
مقالات
لغة النص
الإنجليزية
الملاحظات
Includes bibliographical references : p. 2055
رقم السجل
BIM-287345
قاعدة معامل التأثير والاستشهادات المرجعية العربي "ارسيف Arcif"
أضخم قاعدة بيانات عربية للاستشهادات المرجعية للمجلات العلمية المحكمة الصادرة في العالم العربي
تقوم هذه الخدمة بالتحقق من التشابه أو الانتحال في الأبحاث والمقالات العلمية والأطروحات الجامعية والكتب والأبحاث باللغة العربية، وتحديد درجة التشابه أو أصالة الأعمال البحثية وحماية ملكيتها الفكرية. تعرف اكثر
