Struktur konkrit bertetulang yang dipengaruhi kilasan mungkin mengalami kegagalan secara tiba-tiba kerana ketidakcukupan tetulang lintang sebagai akibat ralat pembinaan, atau pertambahan muatan kerana perubahan tujuan. Oleh itu, pengukuhan dan penaiktarafan merupakan penyelesaian paling menjimatkan kos dan sesuai. Teknik yang dicadangkan untuk mengukuhkan bahan konkrit seperti kepingan keluli, polimer atau konkrit mempunyai kekurangan yang penting dalam kerekatan dan ketahanan. Oleh itu, penggunaan kepingan konkrit fiber keluli prestasi ultra tinggi (KFKPUT) dapat menyelesaikan masalah ini dengan berkesan. Walau bagaimanapun, sangat sedikit kajian mengenai kelakuan kilasan konkrit bertetulang (KB) dengan komposit KFKPUT. Kajian ini bertujuan meneliti aplikasi pengukuhan alur segi empat tepat dengan atau tanpa rakap dengan menggunakan KFKPUT dengan jenis-jenis konfigurasi dan ketebalan yang berlainan untuk meningkatkan ketahanan kilasan alur KB. Oleh itu, satu kajian makmal telah dibuat melalui penelitian ini untuk memahami kelakuan alur KB dengan KFKPUT di bawah kilasan. Sebagai tambahan, simulasi alur uji kaji dibuat dengan menggunakan analisis unsur terhingga. Kaedah FE daripada program ANSYS telah digunakan. Pemboleh ubah yang dipertimbangkan dalam program ujian ini termasuk pengaruh konfigurasi KFKPUT (penuh, bicu-U dan sisi kiri-kanan), pengaruh ketebalan lapisan KFBPST (10, 15, 20 dan 25 mm), dan pengaruh pengukuhan tetulang lintang. Keputusan ujian yang dibincangkan dalam kajian ini berasaskan kelakuan kilas – pulas, lengkung kilas-tegasan, pengaruh KFKPUT ke atas retakan dan kilas muktamad, corak retakan dan mod kegagalan setiap alur. Keputusan menunjukkan bahawa matriks KFKPUT pada umumnya boleh digunakan sebagai pengukuhan kilasan luaran yang berkesan bagi alur KB dengan atau tanpa rakap. Sumbangan KFKPUT bagi kekuatan kilasan meningkat apabila ketebalan ditambah, bagi setiap kes pengukuhan alur. Tambahan pula, bahan KFKPUT boleh dituang dalam lapisan nipis, manakala semburan pasir ke atas permukaan contoh memastikan rekatan yang baik bagi jaket-U tanpa menggunakan sebarang primer, yang kemudiannya mencegah kegagalan awal struktur dan peningkatan ketara kapasiti kilasan. Walaupun ada kesan positif dalam peningkatan kapasiti kilasan, balutan kiri-kanan bukanlah skema paling cekap dan ekonomi untuk pengukuhan konkrit bertulang dengan menggunakan KFKPUT. Alur yang dibalut sepenuhnya menunjukkan kapasiti kilasan dan kelakuan kilasan yang agak lebih tinggi. Oleh itu, retakan dan kapasiti kilasan maksimum alur yang diperkukuh adalah bergantung pada konfigurasi dan nisbah isi padu KFKPUT. Manakala, keputusan FE menunjukkan persamaan yang baik dengan keputusan uji kaji ini. Nisbah nilai uji kaji retakan kilasan dengan nilai yang dijangka daripada keputusan FE bagi semua alur mempunyai min 1.059 dan sisihan piawai 0.089. Nisbah nilai uji kaji kilasan maksimum dengan nilai yang dijangka daripada keputusan FE bagi alur mempunyai min 1.038 dan sisihan piawai 0.062. Perlu juga dinyatakan bahawa kemungkinan meningkatnya ketahanan bahan dengan menggunakan matriks KFBPST disebabkan pengurangan pembukaan retakan dan kepadatan matriks KFBPST. Oleh itu, penggunaan KFBPST nampaknya merupakan kaedah yang baik untuk meningkatkan prestasi kilasan alur KB.
_______________________________________________________________________
Reinforced concrete members subjected to torsion may fail suddenly due to insufficient transverse steel reinforcing resulting from construction errors, or increased loading due to a change in purpose. Therefore, strengthening and upgrading is the most cost-effective and convenient solution. The proposed techniques to strengthen concrete members such as steel plates, polymers or concrete have important deficiencies in adherence and durability. So, the use of ultra-high performance steel fibre concrete (UHPFC) can effectively resolve these problems. On the other hand, there have been very little studies on the torsional behaviour of reinforced concrete (RC) beams with UHPFC composite. This work aims at studying the strengthening of rectangular beams with or without stirrups using UHPFC with different types of configurations and thicknesses to improve the torsional resistance of RC beams. Thereby, an experimental study has been made through this investigation to understand the behaviour of RC beams with UHPFC under torsion. Moreover, simulation of the experimental beams was studied using finite element analysis. The FE method from the ANSYS program is used. Variables considered in the test program include; influence of UHPFC configuration (full, U-jacked and left-right sides), influence of UHPFC layer thickness (10, 15, 20 and 25 mm), and influence of transverse steel reinforcement. Test results are discussed in this research based on torque-twist behaviour, torque-strain curve, influence of UHPFC on cracking and ultimate torque, crack patterns and mode of failure of each beam. Results show that the UHPFC matrix can generally be used as an effective external torsional reinforcement for RC beams with or without stirrups. The UHPFC contribution to torsional strength is increased when thickness increases, for all cases of strengthened beams. Moreover, the UHPFC material can be cast in a thin layer, while sandblasting of the specimen surface ensures good adhesion of the U-jacket without using any primer, which subsequently prevents premature failure of the structure and a significant increase in torque capacity. Despite the positive effect in increasing the torque capacity, left-right wrappingis not the most efficient and economical scheme for strengthening reinforced concrete using UHPFC. The fully wrapped beams exhibited considerably higher torque capacity and torsional behaviour. Therefore, the cracking and maximum torque capacity of the strengthened beams is dependent on both configuration and volumetric ratios of UHPFC. Meanwhile, the FE results show good agreement with the experimental results. The ratio of experimental values of the cracking torque to the predicted valuesfrom the FE results for all beams hasa mean of 1.059 and standard deviation of 0.089.The ratio of experimental values of the maximum torque to the predicted values from the FE results for the beams has a mean of 1.038 and standard deviation of 0.062.It is worth mentioning, the possibility of increasing the durability of the member by applying the UHPFC matrix, due to the reduced crack openings and to the compactness of the UHPFC matrix. Hence, the use of UHPFC appears to be a good method to enhance the torsional performance of RC beams.
Improving torsional behaviour of reinforced concrete beam strengthened with ultra high performance fibre reinforced concrete_Thaer Jasim Mohammed_A9_2016_MYMY