Numerical modeling of RC column reinforced by new strategy using fiberglass tape and cloth
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2024 |
| Outros Autores: | , , |
| Tipo de documento: | Artigo |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Revista de Engenharia Química e Química |
| Texto Completo: | https://periodicos.ufv.br/jcec/article/view/18334 |
Resumo: | This paper presents the results of finite element analysis (FE) to study the axial compression behavior of reinforced concrete columns wrapped with tapes and fiberglass cloths according to different techniques using ABAQUS software. In the beginning, columns are modeled as 3D solid elements with a concrete damage plasticity model (CDPM), as the columns in this study are considered to be low compressive strength reinforced concrete and the rebar as 3D mesh elements. And once assembled, the specimen is wrapped with tape and cloth in the form of three-dimensional shell elements. Then, in order to analyze the behavior of the ultimate loads, the deformation of the confinement material, and the distribution of deformations in the concrete, the controlled displacement method used to apply the uniaxial compression loads to the specimen. Finally, a new mixed confinement model between partial confinement and complete has been proposed using a database of the results of a numerical simulation for confined concrete by fiberglass tapes and cloths. And it was found that the confinement strategy proposed in this study is very effective for the behavior of the reinforced concrete column, as the stress decreases significantly with the expansion and widening of the confinement stiffness of concrete in the plastic phase which improves the axial stress resistance. |
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Numerical modeling of RC column reinforced by new strategy using fiberglass tape and cloth Modelización numérica de columnas de CR reforzadas con una nueva estrategia que utiliza cinta y tela de fibra de vidrioModélisation numérique d'une colonne RC renforcée par une nouvelle stratégie utilisant des bandes et des tissus en fibre de verreModelagem numérica de coluna RC reforçada por uma nova estratégia usando fita e tecido de fibra de vidroFRPColumnPartiallyEntirelyConfined concreteAnalysisConfinementAmbiental AnalysisFiberglass tapeFiberglass clothFRPColumnaParcialmenteTotalmenteHormigón confinadoAnálisisConfinamientoCinta de fibra de vidrioTela de fibra de vidrioFRPColonnePartiellementEntièrementBéton confinéAnalyseConfinementRuban de fibre de verreTissu de fibre de verreThis paper presents the results of finite element analysis (FE) to study the axial compression behavior of reinforced concrete columns wrapped with tapes and fiberglass cloths according to different techniques using ABAQUS software. In the beginning, columns are modeled as 3D solid elements with a concrete damage plasticity model (CDPM), as the columns in this study are considered to be low compressive strength reinforced concrete and the rebar as 3D mesh elements. And once assembled, the specimen is wrapped with tape and cloth in the form of three-dimensional shell elements. Then, in order to analyze the behavior of the ultimate loads, the deformation of the confinement material, and the distribution of deformations in the concrete, the controlled displacement method used to apply the uniaxial compression loads to the specimen. Finally, a new mixed confinement model between partial confinement and complete has been proposed using a database of the results of a numerical simulation for confined concrete by fiberglass tapes and cloths. And it was found that the confinement strategy proposed in this study is very effective for the behavior of the reinforced concrete column, as the stress decreases significantly with the expansion and widening of the confinement stiffness of concrete in the plastic phase which improves the axial stress resistance.Este artigo apresenta os resultados da análise de elementos finitos (EF) para estudar o comportamento da compressão axial de pilares de concreto armado envolvidos com fitas e telas de fibra de vidro de acordo com diferentes técnicas, usando o software ABAQUS. No início, os pilares são modelados como elementos sólidos 3D com um modelo de plasticidade de dano ao concreto (CDPM), já que os pilares deste estudo são considerados de concreto reforçado de baixa resistência à compressão e os vergalhões como elementos de malha 3D. E, depois de montado, o corpo de prova é envolvido com fita e tecido na forma de elementos de casca tridimensionais. Em seguida, para analisar o comportamento das cargas finais, a deformação do material de confinamento e a distribuição das deformações no concreto, o método de deslocamento controlado foi usado para aplicar as cargas de compressão uniaxial ao corpo de prova. Por fim, um novo modelo de confinamento misto entre confinamento parcial e completo foi proposto usando um banco de dados dos resultados de uma simulação numérica para concreto confinado por fitas e panos de fibra de vidro. Verificou-se que a estratégia de confinamento proposta neste estudo é muito eficaz para o comportamento da coluna de concreto armado, pois a tensão diminui significativamente com a expansão e o aumento da rigidez do confinamento do concreto na fase plástica, o que melhora a resistência à tensão axial.Cet article présente les résultats d'une analyse par éléments finis (FE) visant à étudier le comportement en compression axiale de colonnes en béton armé enveloppées de rubans et de toiles en fibre de verre selon différentes techniques utilisant le logiciel ABAQUS. Au début, les colonnes sont modélisées comme des éléments solides 3D avec un modèle de plasticité du béton (CDPM), puisque les colonnes dans cette étude sont considérées comme du béton armé à faible résistance à la compression, et les barres d'armature comme des éléments de maillage 3D. Une fois assemblé, le spécimen est enveloppé de ruban adhésif et de tissu sous la forme d'éléments de coque tridimensionnels. Ensuite, afin d'analyser le comportement des charges ultimes, la déformation du matériau de confinement et la distribution des déformations dans le béton, la méthode de déplacement contrôlé a été utilisée pour appliquer les charges de compression uniaxiale à l'échantillon. Enfin, un nouveau modèle de confinement mixte entre le confinement partiel et le confinement complet a été proposé en utilisant une base de données des résultats d'une simulation numérique pour le confinement du béton par des rubans et des toiles en fibre de verre. Il a été constaté que la stratégie de confinement proposée dans cette étude est très efficace pour le comportement de la colonne en béton armé, car la contrainte diminue de manière significative avec l'expansion et l'élargissement de la rigidité de confinement du béton dans la phase plastique, ce qui améliore la résistance à la contrainte axiale.Este artigo apresenta os resultados da análise de elementos finitos (EF) para estudar o comportamento da compressão axial de pilares de concreto armado envolvidos com fitas e telas de fibra de vidro de acordo com diferentes técnicas, usando o software ABAQUS. No início, os pilares são modelados como elementos sólidos 3D com um modelo de plasticidade de dano ao concreto (CDPM), já que os pilares deste estudo são considerados de concreto reforçado de baixa resistência à compressão e os vergalhões como elementos de malha 3D. E, depois de montado, o corpo de prova é envolvido com fita e tecido na forma de elementos de casca tridimensionais. Em seguida, para analisar o comportamento das cargas finais, a deformação do material de confinamento e a distribuição das deformações no concreto, o método de deslocamento controlado foi usado para aplicar as cargas de compressão uniaxial ao corpo de prova. Por fim, um novo modelo de confinamento misto entre confinamento parcial e completo foi proposto usando um banco de dados dos resultados de uma simulação numérica para concreto confinado por fitas e panos de fibra de vidro. Verificou-se que a estratégia de confinamento proposta neste estudo é muito eficaz para o comportamento da coluna de concreto armado, pois a tensão diminui significativamente com a expansão e o aumento da rigidez do confinamento do concreto na fase plástica, o que melhora a resistência à tensão axial.Universidade Federal de Viçosa - UFV2024-05-13info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://periodicos.ufv.br/jcec/article/view/1833410.18540/jcecvl10iss4pp18334The Journal of Engineering and Exact Sciences; Vol. 10 No. 4 (2024): Inpress; 18334The Journal of Engineering and Exact Sciences; Vol. 10 Núm. 4 (2024): Inpress; 18334The Journal of Engineering and Exact Sciences; v. 10 n. 4 (2024): Inpress; 183342527-1075reponame:Revista de Engenharia Química e Químicainstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVenghttps://periodicos.ufv.br/jcec/article/view/18334/9680Copyright (c) 2024 The Journal of Engineering and Exact Scienceshttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessBoumedjane, AissaMohamed, SaadiDjarir, YahiaouiLahbari, Noureddine2024-05-13T14:16:12Zoai:ojs.periodicos.ufv.br:article/18334Revistahttp://www.seer.ufv.br/seer/rbeq2/index.php/req2/indexONGhttps://periodicos.ufv.br/jcec/oaijcec.journal@ufv.br||req2@ufv.br2446-94162446-9416opendoar:2024-05-13T14:16:12Revista de Engenharia Química e Química - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false |
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Numerical modeling of RC column reinforced by new strategy using fiberglass tape and cloth Boumedjane, Aissa FRP Column Partially Entirely Confined concrete Analysis Confinement Ambiental Analysis Fiberglass tape Fiberglass cloth FRP Columna Parcialmente Totalmente Hormigón confinado Análisis Confinamiento Cinta de fibra de vidrio Tela de fibra de vidrio FRP Colonne Partiellement Entièrement Béton confiné Analyse Confinement Ruban de fibre de verre Tissu de fibre de verre |
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This paper presents the results of finite element analysis (FE) to study the axial compression behavior of reinforced concrete columns wrapped with tapes and fiberglass cloths according to different techniques using ABAQUS software. In the beginning, columns are modeled as 3D solid elements with a concrete damage plasticity model (CDPM), as the columns in this study are considered to be low compressive strength reinforced concrete and the rebar as 3D mesh elements. And once assembled, the specimen is wrapped with tape and cloth in the form of three-dimensional shell elements. Then, in order to analyze the behavior of the ultimate loads, the deformation of the confinement material, and the distribution of deformations in the concrete, the controlled displacement method used to apply the uniaxial compression loads to the specimen. Finally, a new mixed confinement model between partial confinement and complete has been proposed using a database of the results of a numerical simulation for confined concrete by fiberglass tapes and cloths. And it was found that the confinement strategy proposed in this study is very effective for the behavior of the reinforced concrete column, as the stress decreases significantly with the expansion and widening of the confinement stiffness of concrete in the plastic phase which improves the axial stress resistance. |
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