BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE COLUMNS CONFINED WITH PRESTRAINED SHAPE MEMORY ALLOY PLATES | ||
| Journal of Al-Azhar University Engineering Sector | ||
| Article 10, Volume 15, Issue 57, October 2020, Pages 1092-1101 PDF (1.59 M) | ||
| Document Type: Original Article | ||
| DOI: 10.21608/auej.2020.120369 | ||
| Author | ||
| Amr M Hilal | ||
| Structural Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Cairo, Egypt. | ||
| Abstract | ||
| External confinement of concrete columns increases the column capacities. This is essential for deficient columns to restore their named capacity, or for safe columns to enhance their capacities if required. This paper introduces a simple technique using the superior properties of shape memory alloys (SMA) to actively confine circular concrete columns. The SMA plates were tensioned prior to confinement and placed in their exact locations. The temperature change was applied after the plates were placed on the columns, leading the SMA plates to compress the columns. The experimental program consisted of six circular concrete columns specimens (100 mm diameter, 600mm height). The parameters studied in the experimental program are the applied tension force to the external stirrups prior to the confinement process, and type of confinement (active or passive). The increase of the column capacities due the active SMA confinement was observed, as well as the change of the column behavior after active confinement. Finite element models were performed using ABAQUS software to verify the experimental results. The paper concluded an increase of (17%-38%) in the column capacities compared with the unconfined column. The finite element analysis showed close results to the experiment program, which could lead to a future wide range study to generalize this simple technique on different concrete columns. التدعیم الخارجی للأعمدة الخرسانیة یزید من قدرة الأعمدة على تحمل الإجهادات. و یکون التدعیم ضروریا فی حالة الأعمدة التی بها عیوب لإستعادة کامل کفاءتها مرة أخرى، و کذلک للأعمدة الآمنة لرفع کفاءتها إذا کان ذلک مطلوبا. تقدم هذه الدراسة أسلوبا بسیطا لاستغلال الخواص المتفردة للألواح السبائک الذکیة لإحاطة الأعمدة الخرسانیة إیجابیا، حیث تم شد ألواح السبائک الذکیة بنسبة الإنفعال المطلوبة قبل وضعها على الأعمدة، ثم تمت إحاطة الأعمدة بالألواح فی الأماکن و المسافات المطلوبة، ثم تم تسخین الألواح لتضغط على الأعمدة الخرسانیة و هی تحاول الرجوع لطولها الأصلی. تم عمل برنامج عملی مکون من ستة عینات أعمدة خرسانیة دائریة بقطر 100مم و طول 600مم، و تم تغییر قوة الشد للألواح و کذلک نوع الإحاطة (سلبی و إیجابی). تم مراقبة نسبة الزیادة فی الحمل الأقصى للأعمدة و کذلک تغیر سلوک الأعمدة مع تغیر نوع الإحاطة و قوة الشد السابقة. تم عمل نماذج رقمیة للأعمدة باستخدام برنامج أباکوس ABAQUS للتأکید على نتائج البرنامج العملی. توصلت الدراسة إلى التأکید على فاعلیة المواد الذکیة فی الإحاطة الإیجابیة و السلبیة للأعمدة الخرسانیة و تم رفع کفاءة الأعمدة بنسب تتراوح من (17%) و حتى (38%) مقارنة بالعمود غیر المحاط. و أظهرت النماذج الریاضیة توافقا جیدا مع النتائج العملیة مما یمهد الطریق لعمل دراسة نظریة موسعة باستخدام النماذج الریاضیة لتطبیق لتطبیق طریقة الإحاطة المقترحة على أعمدة خرسانیة مختلفة. | ||
| Keywords | ||
| Active Confinement; New Technique; Smart Materials; Circular Columns; External Stirrups; Prestressing; Reinforced Concrete. الإحاطة الإیجابیة، طریقة جدیدة، المواد الذکیة، أعمدة دائریة، کانات خارجیة، سبق إجهاد، خرسانة مسلحة | ||
|
Statistics Article View: 292 PDF Download: 534 |
||
