Date of Award

11-2021

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Civil Engineering (MSCE)

Department

Civil Engineering

First Advisor

Tamer El Maaddawy

Second Advisor

Hilal El Hassan

Abstract

This research aimed to examine the effectiveness of using carbon fabric-reinforced matrix (C-FRM) composites to improve the shear response of reinforced concrete (RC) deep beams. Ten RC deep beams with a/h of 1.6 were tested, where a is the shear span and his is the beam depth. Test parameters included the presence of internal shear reinforcement (no shear reinforcement and minimum shear reinforcement), number of C-FRM composite layers (one and two layers), angle of inclination of the second layer of CFRM (90o and 0o with respect to the longitudinal direction of the beam), and type of matrix (cementitious and geopolymer). In the absence of internal shear reinforcement, the use of one layer of C-FRM with cementitious and geopolymer matrices resulted in 95% and 77% increases in the shear capacity, respectively. The sheer capacity of the specimens strengthened with two layers of C-FRM composites was insignificantly higher than that of their counterparts strengthened with one layer of C-FRM. Positioning the second layer of CFRM in the vertical direction (i.e., at an angle of inclination of 90o) tended to be more effective than placing it in the horizontal direction (i.e., at an angle of inclination of 0o). The gain in shear capacity was less pronounced in the presence of internal shear reinforcement where a maximum shear strength gain of 18% was recorded. Three-dimensional numerical models were developed to predict the shear response of the tested specimens. The shear capacities predicted numerically were in good agreement with those obtained from the tests. The ratio of the predicted-to-measured shear capacity was on average 0.90 with a corresponding standard deviation of 0.09 and a coefficient of variation of 10%.

Comments

يهدف هذا البحث إلى فحص فعالية استخدام مركبات مصفوفة الكربون المقوى ( CFRM ) لتحسين استجابة القص للحزم العميقة للخرسانة المسلحة ( RC ).تم اختبار عشرة عوارض عميقة RC مع نسبة امتداد القص إلى العمق (a / h) 1.6 . تضمنت معلمات الاختبار وجود تقوية القص الداخلية )لا يوجد تقوية للقص وأقل تقوية للق ص( ، وعدد الطبقات المركبة CFRM ( طبقة واحدة وطبقتين ) ، وزاوية ميل الطبقة الثانية من CFRM ( 90 درجة و 0 درجة فيما يتعلق بالاتجاه الطولي( من الشعاع ) ، ونوع المصفوفة ( اسمنتية وجيوبوليمرية ). في غياب تعزيز القص الداخلي، أدى استخدام طبقة واحدة من CFRM مع المصفوفات الأسمنتية والجيوبوليمرية إلى زيادة 95 و ٪ في قدرة القص ، على التوالي. كانت قدرة القص للعينات المعززة بطبقتين من مركبات CFRM أعلى بشكل ضئيل من نظيراتها المقواة بطبقة واحدة من CFRM. يميل وضع الطبقة الثانية من CFRM في الاتجاه العمودي (أي بزاوية ميل 90 درجة ) إلى أن يكون أكثر فعالية من وضعه في الاتجاه الأفقي (أي بزاوية ميل 0 درجة ) . كان الكسب في قدرة القص أقل وضوحًا في وجود تقوية القص الداخلية حيث تم تسجيل أقصى كسب لمقاومة القص بنسبة 18 ٪. تم تطوير نماذج محاكاة عددية ثلاثية الأبعاد للتنبؤ باستجابة القص للعينات المختبرة. كانت قدرات القص المتوقعة عدديًا متوافقة جيدًا مع تلك التي تم الحصول عليها من الاختبارات. كانت نسبة سعة القص المتوقعة إلى المقاسة في المتوسط 0.90 مع الانحراف المعياري المقابل 0.09 ومعامل التباين 10 . ٪

Download
COinS