Prediction of punching shear strength in RC two-way slabs with different fiber volume fractions, and freely drop weight heights (Impact load) is fundamental to propose structural design procedures for structures subjected to impact load. Moreover, the punching failure of two-way slabs subjected to impact can consider as a complex behavior in design. Thus, the punching shear capacity of reinforced concrete (RC) two-way slabs subjected to drop-weight impacts investigated in this paper by using Nonlinear Finite Element Analysis (NLFEA). Firstly, the simulated models were validated against fifteen RC slabs with Polypropylene Fiber (PF) volume (Vf) of 0, 0.3, 0.6, and 0.9 % and subjected to impact load at the height of 0, 1.2, and 2.4 m. Then, the simulated slabs were expanded to cover slabs not subjected to impact load (impact height (HI) of 0 m) and slabs with Vf of 0 % to 1.2 % and subjected to impact load at the height of 1 m to 11m, resulting in a total of 182 RC slabs. The behavior of each slab evaluated in terms of the crack patterns, ultimate punching shear capacity, and deflection profile. The results showed that adding the PF at a dosage of 0.1 to 1.2 % by volume of concrete leads to significant enhancement in the overall structural behavior of the slabs and their resistance to impact loading. Attractively, after impact height of 10 m (KE = 686.00 J), the simulated RC slabs with PF volume fraction less than 0.7 % are failed. While all the simulated RC slabs subjected to impact load at the height of 11 m (KE 754.26 J) failed. Finally, NLFEA was also performed to provide a prediction for impact factor based on PF volume fraction and the impact load height.

Прогнозирование пробивной прочности на сдвиг в RC-двухсторонних плитах с различными объемными долями волокон и свободными высотами падения веса (ударная нагрузка) является основополагающим для предложения процедур конструктивного проектирования конструкций, подверженных ударной нагрузке. Кроме того, пробивной отказ двухходовых плит, подвергающихся удару, можно рассматривать как сложное поведение в конструкции. Таким образом, пробивная сдвиговая способность железобетонных (РЦ) двухсторонних плит, подвергнутых ударам падающего веса, исследована в настоящей работе с использованием нелинейного конечно-элементного анализа (НЛФЭА). Во-первых, смоделированные модели были проверены на пятнадцати RC-плитах с объемом полипропиленового волокна (PF) (Vf) 0, 0.3, 0.6 и 0.9% и подвергнуты ударной нагрузке на высоте 0, 1.2 и 2.4 м. Затем смоделированные плиты были расширены, чтобы покрыть плиты, не подвергающиеся ударной нагрузке (высота удара (HI) 0 м), и плиты с Vf от 0% до 1.2% и подвергнутые ударной нагрузке на высоте от 1 м до 11 м, в результате чего в общей сложности было получено 182 RC-плиты. Поведение каждой плиты оценивалось с точки зрения характера трещин, предельной пробивной способности к сдвигу и профиля прогиба. Полученные результаты показали, что добавление ПФ в дозировке от 0,1 до 1,2% по объему бетона приводит к значительному улучшению общего конструктивного поведения плит перекрытия и их устойчивости к ударным нагрузкам. Привлекательно, что после высоты удара 10 м (KE = 686,00 Дж) моделируемые RC-плиты с объемной долей ПФ менее 0,7% выходят из строя. При этом все имитируемые RC плиты, подвергнутые ударной нагрузке на высоте 11 м (KE 754.26 Дж), вышли из строя. Наконец, NLFEA была также выполнена для обеспечения прогноза импакт-фактора на основе объемной доли PF и высоты ударной нагрузки.

• Behavior of two-way slabs subjected to drop-weight
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Description of the experimental program
    • 2.2. Nonlinear Finite Element Analysis
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. Validation of NLFEA results
    • 3.2. Mode of failure
    • 3.3. Ultimate load capacity
    • 3.4. Load deflection behavior
    • 3.5. Deflection profile
    • 3.6. Punching shear model for two-way RC slabs subjected to impact load
  • 4. Conclusions
  • 5. Acknowledgments

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 6 (90), 2019. — 1 файл (21,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-78.pdf>.