3D nonlinear finite element investigation of laminated bamboo plate strengthened prestressed concrete slab

材料科学 有限元法 厚板 竹子 结构工程 复合材料 预应力混凝土 非线性系统 工程类 物理 量子力学
作者
Zhao Wang,Baolin Wan,Qingfeng Xu
出处
期刊:Journal of Reinforced Plastics and Composites [SAGE Publishing]
标识
DOI:10.1177/07316844241252491
摘要

Due to environment and recycling concerns, interest in applying natural fiber reinforced polymer (NFRP) as an alternative for glass/carbon FRP to strengthen concrete structures has been increasing. This study developed a 3D nonlinear finite element (FE) model for laminated bamboo (LB) plate strengthened prestressed concrete slab. By involving temperature load on defined temperature sensitive material, the proposed model provided good simulation of prestressing process. The accuracy of the developed model was confirmed through comparisons with experimental data, representing peak load discrepancies of only 6.5% and 8.2% for un-strengthened and strengthened slabs, respectively. The parametric study examined the impact of LB plate dimensions and tensile strength, alongside the use of FRP wraps, on concrete slab performance. The results show that the 15 mm thick LB plate can enhance the slab’s peak load by 83.2%. Variations in LB plate tensile strength by up to 10% do not significantly affect the performance of the strengthened prestressed concrete. The increases of the peak load for strengthened cases with LB plate width of 150 mm, 300 mm and 460 mm were 29.4%, 41.9% and 50.2%, respectively. It also shows that FRP end wraps can increase the performance of thick LB plate strengthened prestressed concrete slab.

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