NUMERICAL STUDY ON THE BEHAVIOR OF RC BEAMS WITH OPENINGS STRENGTHENED WITH ULTRA HIGH PERFORMANCE – FIBER REINFORCED CONCRETE (UHP-FRC)

Ultra high performance– Fiber reinforced concrete (UHP-FRC) is a newly developed building material that has major advantages in terms of high strain ability and high compressive and tensile strength, which is useful for strengthening or repairing concrete members. Web openings are usually constructed in simple reinforced concrete (RC) beams in the shear zones that occasionally demand the crossing of water or sewage pipes and utility cables to accommodate the utility. The presence of opening has a remarkable effect on the ultimate strength of (RC) beams and the beams failed due to shear. This research analyzes numerically simple RC beams with opening strengthening using a UHP-FRC plate. Through the computer program ABAQUS, a numerical study focusing on the nonlinear analysis of finite elements was carried out. The FEM was verified using the experimental studies simple RC beam with/without openings were cast and tested. The UHP-FRC plates were used on both sides of the RC beam around the opening. The numerical study was carried out to investigate the impacts of using UHP-FRC plates with five different thicknesses (10, 20, 30, 40 and 50) mm with constant width 100mm and three different plates with width (50,70 and100) mm with constant thickness 20mm. The result showed that the use of plates thickness from 10 to 20 mm increased the ultimate loads about 52.99% to 62.81%, the use of plates thickness from 30up to 50 mm could not provide any enhancement in the ultimate loads, and the use of plates with different width from 50 up to 100 mm increased the ultimate loads about 23.91% to 62.81%. Overall, the strengthening technique using UHP-FRC plate of RC beam with the opening significantly enhance the ultimate load, ductility and shear strength.
 
الخرسانة فائقة الأداء-المسلحة بألياف (UHP-FRC) هي مادة بناء مطورة حديثًا ولها مزايا رئيسية من حيث القدرة العالية على الإجهاد وقوة الانضغاط والشد العالية، وهو أمر مفيد لتقوية أو إصلاح العناصر الخرسانة. عادةً ما يتم إنشاء فتحات عرضية في الکمراتالخرسانية المسلحة البسيطة في مناطق القص التي تتطلب أحيانًا عبور أنابيب المياه أو الصرف الصحي وکابلات المرافق لاستيعاب المرافق. وجود الفتحة له تأثير ملحوظ على قدرة تحمل الکمرات الخرسانية المسلحة ويحدث الانهيار نتيجة قوى القص.يحلل هذا البحث عدديا تدعيم الکمرات الخرسانية المسلحة البسيطة المزودة بفتحات باستخدام شريحة من الخرسانة فائقة الأداء المسلحة بألياف. من خلال برنامج الکمبيوتر ABAQUS، تم إجراء دراسة عددية ترکز على التحليل غير الخطي للعناصر المحدودة. تم التحقق من التحليل العددي باستخدام الدراسات التجريبية عن طريق صب واختبار عدد 2 کمرة خرسانيةمسلحة(مع / بدون فتحات). تم استخدام ألواحمن الخرسانة فائقة الأداء المسلحة بألياف على جانبي الکمرة الخرسانية المسلحة حول الفتحة. أجريت الدراسة العددية لبحث تأثير استخدام ألواح UHP-FRCمن الخرسانة فائقة الأداء المسلحة بألياف بخمس تخانات مختلفة (10،20،30،40، 50) مم بعرض ثابت 100 مم وثلاث ألواح مختلفة بعرض (50،70 ،100) مم مع سمک ثابت 20 مم. أظهرت النتائج أن استخدام الألواح بسمک من 10 إلى 20 مم أدى إلى زيادة الأحمال النهائية بحوالي 52.99٪ إلى 62.81٪، واستخدام الألواح بسمک من 30 إلى 50 مم لا يمکن أن يوفر أي تحسين في الأحمال النهائية، واستخدام الألواح بعرض مختلف من 50 إلى 100 مم زاد الأحمال النهائية بنسبة 23.91٪ إلى 62.81٪. بشکل عام، تعمل تقنية التدعيم باستخدام الواح من الخرسانة فائقة الأداء المسلحة بألياف للکمرة الخرسانية المزودة بفتحة على تعزيز الحمل النهائي والليونة وقوة القص بشکل کبير.