Gail, Iola Abi (2023) FEA-based Investigation on the Retrofit Effectiveness of CFRP for the Load-carrying Capacity of a Corroded Steel I-girder End. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 6012211058-Master_Thesis.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
6012211058-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (16MB) | Request a copy |
Abstract
Dua masalah penuaan utama yang secara bertahap memperpendek umur jembatan baja dengan mengurangi Load-carrying capacity adalah korosi dan fatigue (kelelahan). Korosi tidak dapat diprediksi dan bergantung pada lingkungan sekitar dan kondisi paparan. Korosi dapat menyebabkan kerusakan seragam atau lokal pada jembatan baja yang secara bertahap dapat mengurangi daya dukung karena kerusakan yang semakin parah. Hal tersebut bergantung pada keparahan tingkat kerusakan korosi. Kerusakan korosi lokal yang terjadi pada area pelat tumpuan girder memengaruhi daya dukung, kapasitas geser gelagar, menyebabkan kegagalan tekuk lokal dan crippling. Pekerjaan perbaikan yang biasa dilakukan untuk kerusakan korosi yaitu memasang pelat baja baru ke bagian yang terkorosi menggunakan baut atau las ataupun mengganti bagian yang terkorosi dengan yang baru namun hal tersebut sangat mahal. Pekerjaan perbaikan ini kurang dapat dikerjakan karena mesin yang berat dan perangkat las diperlukan saat melakukan pekerjaan, terlepas dari skalanya. Akibatnya, pekerjaan perbaikan belum berjalan dengan baik sedangkan lokasi yang terkorosi semakin banyak. Hal tersebut telah menjadi masalah yang perlu ditinjau lebih lanjut. Komposit FRP adalah bahan yang paling digemari untuk perkuatan dan perbaikan struktur. Carbon Fiber Reinforcement Polymer (CFRP) sangat menjanjikan karena memiliki berat yang ringan, elastisitas yang tinggi, kekuatan yang tinggi, dan daya tahan yang tinggi. Dengan demikian, penelitian ini menyelidiki Load-carrying Capacity (Kapasitas Geser dan Kapasitas End Bearing) I-girder dengan berbagai situasi kerusakan korosi berdasarkan berbagai ketinggian korosi, lebar korosi, dan thickness loss menggunakan CFRP retrofit yang dievaluasi menggunakan Finite Element Analysis (FEA) elastoplastik. Lokasi korosi disimulasikan pada pengaku, end web dan inner web. Verifikasi studi numerik dilakukan dengan menggunakan program FEA ABAQUS. Dari hasil analisis, CFRP sangat efektif dalam meningkatkan nilai kapasitas pada semua jenis kondisi pola korosi, thickness loss, tinggi dan lebar korosi pada analisis kapasitas geser dan kapasitas end bearing.
=================================================================================================================================
The two main aging issues that progressively shorten the lifespan of these steel bridges by reducing their load-carrying capacity are corrosion and live load (fatigue). Corrosion is more unpredictable and depends on the surrounding environment and exposure conditions. Corrosion may cause uniform or localized deterioration to steel bridges, which could gradually diminish carrying capacity as the damage worsens. Depending on the severity of the corrosion damage, localized corrosion damage to a plate girder's bearing area primarily affects the girder's bearing and shear capacity and causes local buckling and crippling failure. The usual repair work for corrosion damage includes attaching new steel plates to the corroded part using bolts or welding or replacing corroded members with new ones is very expensive. These repair works, however, lack workability because heavy machinery and welding devices are required when carrying out the work, regardless of the scale. As a result, repair works have not progressed despite the increasing number of corroded locations. It has become an issue. FRP composites are the most preferred material for reinforcing and repairing structures. Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) is particularly promising due to its light weight, high elasticity, high strength, and high durability. Thus, this study investigates the load-carrying capacity (Shear Capacity and End-bearing Capacity) of I-girders with varying corrosion damage situations based on various corrosion heights, corrosion widths, and thickness loss with retrofit CFRP was evaluated using elastoplastic finite element computations. The location of corroded simulated in stiffener, end web, inner web and combination. The expansion and verification of the numerical study are performed using the computer program ABAQUS. From the analysis, CFRP is very effective in increasing the capacity value in all types of corrosion pattern conditions, thickness loss, height and width in the shear and end-bearing capacity analysis.
Actions (login required)
 |
View Item |