Published February 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Flexural behavior of two-layer reinforced concrete slab with hollow cores

Creators

  • 1. Zagazig University
  • 2. Technical University of Košice

Description

Flexural behavior of a concrete slab system with an optimal weight-to-strength ratio comprising layered and hollow-core slab structures was investigated using two-layered slabs with hollow cores (LS/HCS). Six slabs with dimensions of 180, 450, and 1600 mm were tested experimentally and numerically using ANSYS software. Each layered slab comprises a 90-mm-thick lightweight concrete bottom layer and a 90-mm-thick high-strength concrete top layer. Three parameters were studied: core diameter (58, 86, and 110 mm), reinforcement ratio (0.37%, 0.53%, 0.95%), and treatment type (bonding agent, nails). Treatment types were analyzed via push-out testing; both nails and agents connected the slabs with sufficient bond strength. A control slab with 86-mm core diameter, shear-span-to-effective-depth ratio of 4, reinforcement ratio of 0.53%, and agent material was used. Concrete, steel bars, and loading support plates were modeled using SOLID65, LINK180, and SOLID185 elements, respectively. Analytical results were validated experimentally. A parametric study analyzed other parameters affecting LS/HCS behavior, including compressive strength, opening numbers, core shape, applied loading type, added top steel reinforcement, slab type, and slab height. Core diameter reduction, increased reinforcement ratios, and using nails enhanced the failure load. The LS/HCS gives an optimum weight-to-strength ratio with a 33.672% reduction compared with solid slabs.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم فحص السلوك الانثناءي لنظام الألواح الخرسانية مع نسبة الوزن إلى القوة المثلى التي تشمل هياكل الألواح ذات الطبقات والأجوف باستخدام ألواح ذات طبقتين مع قلوب مجوفة (LS/HCS). تم اختبار ستة ألواح بأبعاد 180 و 450 و 1600 مم تجريبيًا وعدديًا باستخدام برنامج ANSYS. تتكون كل بلاطة من طبقات من طبقة سفلية خرسانية خفيفة الوزن بسمك 90 مم وطبقة علوية خرسانية عالية القوة بسمك 90 مم. تمت دراسة ثلاثة معلمات: قطر اللب (58، 86، 110 مم)، نسبة التعزيز (0.37 ٪، 0.53 ٪، 0.95 ٪)، ونوع المعالجة (عامل الربط، المسامير). تم تحليل أنواع المعالجة عن طريق اختبار الدفع للخارج ؛ حيث قام كل من المسامير والعوامل بتوصيل الألواح بقوة ربط كافية. تم استخدام بلاطة تحكم بقطر قلب 86 مم، ونسبة امتداد القص إلى العمق الفعال 4، ونسبة تقوية 0.53 ٪، ومواد عامل. تم نمذجة الخرسانة والقضبان الفولاذية وألواح دعم التحميل باستخدام عناصر SOLID65 و LINK180 و SOLID185 على التوالي. تم التحقق من صحة النتائج التحليلية تجريبياً. قامت دراسة بارامترية بتحليل المعلمات الأخرى التي تؤثر على سلوك LS/HCS، بما في ذلك قوة الانضغاط، وأرقام الفتح، وشكل اللب، ونوع التحميل المطبق، وتقوية الفولاذ العلوي المضافة، ونوع البلاطة، وارتفاع البلاطة. أدى تقليل قطر اللب وزيادة نسب التعزيز واستخدام المسامير إلى زيادة حمل الفشل. يوفر LS/HCS نسبة مثالية للوزن إلى القوة مع انخفاض بنسبة 33.672 ٪ مقارنة بالألواح الصلبة.

Translated Description (French)

Le comportement en flexion d'un système de dalles en béton avec un rapport poids/résistance optimal comprenant des structures de dalles stratifiées et à noyau creux a été étudié en utilisant des dalles à deux couches avec des noyaux creux (LS/HCS). Six dalles de dimensions 180, 450 et 1600 mm ont été testées expérimentalement et numériquement à l'aide du logiciel ANSYS. Chaque dalle stratifiée comprend une couche inférieure en béton léger de 90 mm d'épaisseur et une couche supérieure en béton haute résistance de 90 mm d'épaisseur. Trois paramètres ont été étudiés : le diamètre de l'âme (58, 86 et 110 mm), le taux de renforcement (0,37%, 0,53%, 0,95%) et le type de traitement (liant, clous). Les types de traitement ont été analysés par des tests de poussée ; les clous et les agents ont connecté les dalles avec une force de liaison suffisante. Une dalle témoin avec un diamètre d'âme de 86 mm, un rapport cisaillement/profondeur effective de 4, un rapport de renforcement de 0,53 % et un matériau agent a été utilisée. Le béton, les barres d'acier et les plaques de support de chargement ont été modélisés à l'aide des éléments SOLID65, LINK180 et SOLID185, respectivement. Les résultats analytiques ont été validés expérimentalement. Une étude paramétrique a analysé d'autres paramètres affectant le comportement LS/HCS, notamment la résistance à la compression, le nombre d'ouvertures, la forme du noyau, le type de charge appliquée, le renfort en acier supérieur ajouté, le type de dalle et la hauteur de la dalle. La réduction du diamètre du noyau, l'augmentation des rapports de renforcement et l'utilisation de clous ont augmenté la charge de défaillance. Le LS/HCS donne un rapport poids/résistance optimal avec une réduction de 33,672% par rapport aux dalles solides.

Translated Description (Spanish)

El comportamiento de flexión de un sistema de losas de concreto con una relación peso/resistencia óptima que comprende estructuras de losas en capas y de núcleo hueco se investigó utilizando losas de dos capas con núcleos huecos (LS/HCS). Se probaron experimental y numéricamente seis losas con dimensiones de 180, 450 y 1600 mm utilizando el software ANSYS. Cada losa en capas comprende una capa inferior de hormigón ligero de 90 mm de espesor y una capa superior de hormigón de alta resistencia de 90 mm de espesor. Se estudiaron tres parámetros: diámetro del núcleo (58, 86 y 110 mm), relación de refuerzo (0.37%, 0.53%, 0.95%) y tipo de tratamiento (agente de unión, clavos). Los tipos de tratamiento se analizaron mediante pruebas de empuje; tanto los clavos como los agentes conectaron las losas con suficiente fuerza de unión. Se utilizó una losa de control con un diámetro de núcleo de 86 mm, una relación de cizallamiento a profundidad efectiva de 4, una relación de refuerzo de 0.53% y material agente. El concreto, las barras de acero y las placas de soporte de carga se modelaron utilizando elementos SOLID65, LINK180 y SOLID185, respectivamente. Los resultados analíticos se validaron experimentalmente. Un estudio paramétrico analizó otros parámetros que afectan el comportamiento de LS/HCS, incluida la resistencia a la compresión, los números de apertura, la forma del núcleo, el tipo de carga aplicada, el refuerzo de acero superior añadido, el tipo de losa y la altura de la losa. La reducción del diámetro del núcleo, el aumento de las relaciones de refuerzo y el uso de clavos mejoraron la carga de falla. El LS/HCS proporciona una relación peso-resistencia óptima con una reducción del 33,672% en comparación con las losas sólidas.

Files

16878132231224940.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:4e9c2f11e2c069b6cdd7f6deb772979a
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
سلوك ثني بلاطة خرسانية مسلحة من طبقتين مع قلوب مجوفة
Translated title (French)
Comportement en flexion d'une dalle de béton armé à deux couches avec des noyaux creux
Translated title (Spanish)
Comportamiento a la flexión de losa de hormigón armado de dos capas con núcleos huecos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391886611
DOI
10.1177/16878132231224940

Is supplement to
https://openalex.org/W648475852 (Other)
https://openalex.org/W4308145062 (Other)
https://openalex.org/W4298335583 (Other)
https://openalex.org/W4214875542 (Other)
https://openalex.org/W4205225485 (Other)
https://openalex.org/W3131191249 (Other)
https://openalex.org/W2752516537 (Other)
https://openalex.org/W2750936909 (Other)
https://openalex.org/W2382955806 (Other)
https://openalex.org/W2032329706 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1979586959
  • https://openalex.org/W1981298219
  • https://openalex.org/W1994548919
  • https://openalex.org/W1995353339
  • https://openalex.org/W2023532004
  • https://openalex.org/W2047085632
  • https://openalex.org/W2062542367
  • https://openalex.org/W2071272982
  • https://openalex.org/W2079550095
  • https://openalex.org/W2262864098
  • https://openalex.org/W2460119131
  • https://openalex.org/W2520154531
  • https://openalex.org/W2538793903
  • https://openalex.org/W2670046457
  • https://openalex.org/W2733666446
  • https://openalex.org/W2765912701
  • https://openalex.org/W2912117606
  • https://openalex.org/W2916886655
  • https://openalex.org/W2942105574
  • https://openalex.org/W3000667323
  • https://openalex.org/W3010317289
  • https://openalex.org/W3044960332
  • https://openalex.org/W3094575952
  • https://openalex.org/W3101449778
  • https://openalex.org/W4210327135
  • https://openalex.org/W4323045706