A study to Improve the Rigidity of Beam-to-Column Connections in Reinforced Concrete Frames for Residential Buildings
Journal ArticleAbstract:
The construction of residential buildings in the state of Libya has become increasingly expensive, necessitating cost-effective design solutions. Structural engineers play a critical role in reducing construction costs while ensuring safety and efficiency. One approach to achieving an optimal design is minimizing the dimensions of structural elements ,a critical factor influencing structural performance and economy is the rigidity of beam-to-column connections, which significantly affects deformations and then internal forces. According to beam bending theory, bending moments and shear forces are directly proportional to deformation. Therefore, reducing primary curvature leads to a decrease in design moments, allowing for more economical structural sections. This study investigates the impact of considering partial rigidity in beam-to-column connections within reinforced concrete (RC) frame, particularly for single-story buildings. In conventional structural design, connections are often assumed to be either fully rigid or fully pinned, neglecting partial rigidity effects. This oversimplified modeling approach results in overdesign and increased material consumption, deviating from sustainability principles. The research use SAP2000 structural analysis software to assess various degrees of connection rigidity and their influence on member deformation. The findings indicate that incorporating realistic connection rigidity can reduce beam deformation by up to 20% (at 0.7 rigidity) , leading to smaller and more cost-effective frame sections. Furthermore, common construction methods in the state of Libya inherently provide a certain degree of rigidity at beam-to-column interfaces, yet current design practices often overlook this advantage. This study underscores the importance of optimizing beam-to-column connection rigidety to enhance structural performance, reduce material usage, and align with sustainable design principles. The findings contribute to improving cost efficiency in RC frame construction, providing valuable insights for engineers seeking to optimize structural design in residential buildings
Keywords:Beam-to-Column,Connection, Sustainability, Optimum Design , Rigidety
Mohamed Ali Milad karm Salem, (03-2025), International Science and Technology Journal: International Science and Technology Journal, 36 (1), 1-13
دوروأهمية نظم المعلومات الجغر افية في مجال النقل البري (ورقة استعراضية
مقال في مؤتمر علميتعتبر الطرق من أهم المنشآت في حياتنا والتي نعتمد عليها اعتماد كلي في نقل البضائع والمواصلات, وهي وسيلة النقل الأساسية داخل وخارج المدن لهذا يجب أن تكون هذه الطرق امنة وسليمة وخالية من المشاكل والعيوب, لذلك يجب متابعة مواعيد صيانتها وتطويرها والتخطيط الدائم لان تكون هذه الطرق ضمن المشاريع والخطط الدائمة للتنمية والتطوير, حتى توفر نظام نقل جيد يساعد على الازدهار والتقدم داخل الدول. وبعد ثبوت أهمية نظم المعلومات الجغرافية ودخولها وسيطرتها في اغلب المجالات عامة وفي مجال الطرق خاصة ومساعدتها على حل المشكلات وتحليل البيانات وتسهيل وتوفير الوقت والجهد في ترتيب وحفظ البيانات ايضا وقدرتها على حفظ كمية ضخمة من البيانات بطريقة منظمة ومنسقة, تبحث هذه الدراسة في الأبحاث السابقة حول دور نظم المعلومات الجغرافية ( )GISفي هندسة الطرق، بهدف فهم أهمية هذه التكنولوجيا واستخدامها الفعال في هذا المجال. تسعى الدراسة إلى تجميع الأفكار من خلال مراجعة مجموعة من الدراسات السابقة ها لتوضيح أهمية نظم المعلومات الجغرافية ودورها النشط في تطوير شبكات الطرق وتحسينها وتصميم وتخطيطها
آلاء الرحمن علي الفتلاوي، اسماعيل قودان علي نايل، (11-2024)، المؤتمر السابع للعلوم والتكنولوجيا: مجلة جامعة سبها للعلوم البحثة و التطبيقية، 456-468
Analytic Study of Linear Analysis vs. Nonlinear Analysis: Optimum and Sustainable Structure Perspective
Journal ArticleAbstract::
This paper presents a comprehensive analysis of linear and nonlinear structural analysis methods, evaluating their Its effect in optimizing and sustaining structural designs. By leveraging advanced scientific data and analytical techniques, this study aims to discern the optimal conditions and scenarios for employing each method. The research includes detailed calculations, comparative data, and case studies, emphasizing the sustainability implications and long-term benefits of each approach.
Mohamed Ali karim, (11-2024), مجلة جامعة سبها: مجلة جامعة سبها للعلوم البحثة و التطبيقية, 3 (3), 23-24
Comparative Analysis of Optimal vs. Adequate Structural Design in Sustainable Construction
Journal ArticleAbstract::
The growing urgency for sustainable construction practices has necessitated a reevaluation of traditional design approaches in favor of more environmentally responsible methodologies. This paper presents a comparative analysis between optimal and adequate structural design within the context of sustainable construction. Focusing on two case studies—a cutting-edge, sustainably designed commercial building (the Bullitt Center) and a conventional mid-rise residential building in Chicago—the research explores how different design philosophies impact material efficiency, environmental footprint, economic performance, and occupant satisfaction.Through detailed life cycle assessments (LCA) and life cycle energy analyses (LCEA), the study quantifies the advantages of optimal design, which integrates advanced materials, renewable energy systems, and water conservation technologies. The findings demonstrate that while optimal design requires a higher initial investment, it significantly reduces long-term operational costs and environmental impact, achieving a net-zero energy status and greatly improving occupant well-being. In contrast, the conventional building, which adheres to standard design practices, exhibits higher embodied energy, greater environmental degradation, and lower occupant satisfaction.The paper concludes that optimal structural design is not only more sustainable but also economically viable over the building's life span. It emphasizes the importance of integrating sustainability from the earliest stages of design to achieve meaningful environmental and economic benefits. The study calls for the adoption of policy incentives and advanced modeling tools to facilitate the widespread implementation of optimal design principles in the construction industry.
Mohamed Ali karim, (10-2024), المجلة الدولية للعلوم والتقنية: المجلة الدولية للعلوم والتقنية, 35 (2), 1-9
Flexibility and Durability in End Plate Joints: Insights from Advanced Modeling and Simulation
Journal ArticleAbstract
This investigation examines the performance of tension and compression connections in steel beam-column assemblies and concrete slabs, with a particular focus on end-plate joints employing four bolts. By utilising advanced finite element modelling (FEM) and simulation techniques, the study aims to elucidate the behaviour of these joints under both service and extraordinary load conditions. While these connections exhibit favourable flexibility and resilience during typical use, they present challenges in transmitting exceptional loads without incurring joint failure and potential structural collapse, particularly when subjected to unexpected loading scenarios. The research employs a meticulous analytical approach utilising ABAQUS/CAD software. This analysis incorporates a comprehensive evaluation of various parameters, including inherent structural imperfections, material properties, the interplay between steel and concrete, and the influence of non-linear material behaviour. The findings indicate that while these joints perform adequately under standard loading conditions, they may exhibit susceptibility to failure under extreme stresses. This underscores the critical need for the development of adaptable and robust steel beam-column connections to ensure paramount structural safety and stability. Furthermore, the study emphasises the significance of continuous advancements in modelling and simulation techniques, enabling the effective resolution of intricate structural challenges. This investigation offers valuable insights that can be harnessed to develop more efficient and secure composite steel-concrete structures. Furthermore, the study emphasises the significance of continuous advancements in modelling and simulation techniques, which can be employed to mitigate potential structural hazards and enhance building practices, ultimately leading to safer and more resilient structures. © 2024 by authors, all rights reserved.
Author keywords
ABAQUS/CADComposite JointsDurabilityEnd Plate ConnectionsExceptional LoadsFlexibilitySimulation
- ISSN: 23321091
- Source Type: Journal
- Original language: English
- DOI: 10.13189/cea.2024.120437
- Document Type: Article
- Publisher: Horizon Research Publishing
Saleh, B.; Department of Civil Engineering, School of Science Engineering, Libyan Academy, State of Libya
© Copyright 2024 Elsevier B.V., All rights reserved.
Bashir Ali Kalifa Saleh, (09-2024), Civil Engineering and Architecture: springer, 1 (1), 1-1
Strategic Approaches to Design Teams for Construction Quality Management and Green Building Performance
Journal ArticleBuildings exert a profound influence on the environment, with the design phase recognized as the pivotal determinant of a building’s overall performance. Green building design, in particular, introduces heightened complexity, where the attributes of the design team play a pivotal role in shaping performance outcomes. Consequently, the characteristics of the design team emerge as crucial factors in the enhancement of both green building design performance and client attributes. This study aims to empirically examine a model formulated to gauge the extent to which Effective Design Team Attributes contribute to the enhancement of performance in designing green buildings and influencing client attributes. To achieve this objective, a comprehensive questionnaire survey was administered to professionals within the architecture and engineering domains actively engaged in the design and consulting sectors of the building industry. The collected data underwent meticulous scrutiny for authenticity and dependability using the WINSTEPS 5.2.5 software before undergoing subsequent analysis. Statistical analyses were conducted using SPSS version 19, with Principal Components Analysis (PCA) and the Structural Equation Modeling (SEM) approach implemented through Amos version 18 to derive the most robust model. The findings underscore the pivotal role of an adeptly managed design team in significantly improving both the performance of green building designs and the qualities of clients. Rasch’s analysis confirmed the validity of our 5-point Likert scale for Design Green Building Performance (DGBP), Effective Design Team Attributes …
Mohamed S Abd Elforgani, (07-2024), BUILDINGS: MDPI, 7 (14), 2020-2037
دور عناصر التصميم الحضري في إحياء وتطوير مركز المدينة
مقال في مؤتمر علميشهد العالم مؤخراً اهتماماً وتطويراً كبيراً في مجال التصميم الحضري وابراز دوره في تنمية مراكز المدن، باعتبارها القلب النابض بالأنشطة المختلفة التي تحرك عجلة الحياة داخلها، وعنصراً أساسياً في تقييم جودة الحياة التي تتحقق بالتخطيط الجيد والتصميم الحضري المستدام الذي يراعي الاحتياج الإنساني والبيئي والاقتصادي.
طرابلس- ليبيا كانت على مدى قرون مصدر إشعاع الحضارات المختلقة التي تسلسلت عبر عصور طويلة انتهت بالقترة الإيطالية، إلا أنها مؤخراً لم تحظ بالاهتمام اللازم لجعلها مركزاً يراعي أهميتها الجغرافية، الثقافية والاقتصادية لمواكبة نظيراتها من العواصم والمدن الحديثة.
من هذا المنطلق اهتمت الدراسة بتسليط الضوء على إمكانية تطوير ميدان أبورقيبة الواقع ضمن مركزها، ووضع رؤية لجعله فراغاً وظيفياً يراعي قيمة موقعه ضمن منطقة حيوية ونشطة مزدحمة بالمراكز الاقتصادية والإدارية.
وقد اقترحت الدراسة تضمين شرق ميدان ابورقيبة وصولاً الي شارع عمر المختار ليكون مساحة تشمل (محطة نقل بري - حافلات، سيارات - موقف سيارات متعدد الطوابق - منطقة تجارية - منطقة ترفيهية) املاً ان يحقق القيمة المكانية والعمرانية التي تحل المشاكل الراهنة والمتمثلة في الازدحام المروري ومشاكل النقل بالمنطقة لرفع جودة الحياة داخلها.
- تم اتباع المنهج الوصفي التحليلي في كتابة هذه الورقة اعتمادا على مراجع مهمة لمشاريع ودراسات سابقة لمثل هذه المشاريع وأمثلة على سياسات التطوير المتبعة في التخطيط العمراني.
- الكلمات المفتاحية: مراكز المدن، إدارة مشاريع، تطوير عمراني، تخطيط عمراني.
محمد عمار العالم عبدالله المجدوبي، نبيهة رمضان التهامي سالم، (02-2024)، طرابلس: الجمعية الليبية للباحثين، 26-34
ABAQUS Modelling and Experimental Tests Comparison for Certain Classes of Composite Isolated Joints
Journal ArticleAbstract
Depending on the type of configuration and connector arrangement, beam-to-column end-plate joints can be rigid, semi-rigid, or pinned. Fully restrained joints are required for rigid frames in which it is anticipated that the frame joints will have adequate rigidity to maintain the angles between intersecting parts in the service condition, ensuring full moment transfer. In contrast, partially restrained joints in semi-continuous frames are distinguished by relative rotations between crossing members, allowing the bending force to be transferred only partially. The concept of utilizing partially restricted, unstiffened joints in construction has gained traction since it looks to be more feasible and inexpensive. Bending transfer in partially constrained joints allows semi-continuous frames to withstand actions. Semi-continuous frames can survive actions due to bending transfer in partially restricted joints. At the same time, a certain degree of rotation is permitted, which improves the overall ductility of these structures. Using thinner end plates than those used in practical applications is one of the most effective ways to affect the ductility of end-plate beam-to-column joints. It was confirmed in a previous experimental study that the composite joints, where the thickness of the end plates is equivalent to about 60% of the diameter of the bolt used in composite joints, were taken into account in subsequent tests, and these studies can be confirmed using ABAQUS and Ls-Dyna modelling. All of these concerns are addressed, and recommendations for numerical modelling methodologies are made in order to ultimately analyse the reaction of the symmetric extended end plate joints with 8-bolts under hogging and sagging bending moments.
Bashir Ali Kalifa Saleh, (08-2023), جامعة قطر: جامعة قطر, 2 (2), 222-228
تزامن تأثير إضافة النانو سيليكا على تحسين بعض الخواص الميكانيكية والفيزيائية للخرسانة عالية المقاومة والخرسانة عالية الأداء
مقال في مجلة علميةالملخص:
هذا البحث مخصص لدراسة تأثير إضافة النانو سيليكا Nano Silica (NS) كمادة بوزلانية على مقاومة الضغط ونسبة الامتصاص والمسامية
للخرسانة عالية المقاومة والخرسانة عالية الأداء، وذلك من خلال إجراء دراسة معملية على ثلاث رتب مختلفة من الخرسانة أولها خرسانة
عالية المقاومة 55 ن/مم 2 والثانية والثالثة تمثل خرسانة عالية الأداء 80 ن/مم 2 90 ن/مم 2 بمحتوى اسمنت 350 ، 450 و 600 كجم/م 3
وبنسبة ماء إلى الإسمنت تساوي 0.45 ، 0.32 و 0.26 على التوالي. النسبة المضافة من النانو سيليكا هي 0.5 ، 1.0 ، 1.5 و 2.0 % كنسبة
وزنية مضافة من وزن الإسمنت. تم إجراء اختبار مقاومة الضغط على عينات الخلطات المدروسة المغمورة في الماء بعد عمر 1 ، 3 ، 7 ،
28 و 180 يوم. وتم إجراء اختبار نسبة الامتصاص والمسامية بعد عمر 180 يوم، وتم مقارنة جميع النتائج بنتائج عينات الخلطات المرجعية
التي لا تحتوي على النانو سيليكا. أظهرت النتائج تحسن واضح في مقاومة ضغط العينات التي تحتوي على النانو سيليكا في مختلف الأعمار
ومختلف الرتب ويزداد هذا التحسن غالبا مع زيادة نسبة إضافة النانو سيليكا حتى نسبة 1.5 % تم يتراجع قليلاً عند نسبة إضافة 2.0 ،%
حيث زادت مقاومة الضغط للخرسانة عالية المقاومة ذات الرتبة 55 ن/مم 2 بنسبة 9.3 ،% 12.2 ،% 16.9 % و 16.0 % للخلطات التي
تحتوي على 0.5 ،% 1.0 ،% 1.5 % و 2.0 % من النانو سيليكا مقارنة مع الخلطة المرجعية. هذا وأن استخدام النانو سيليكا في الخرسانة
ذات الرتب المختلفة أظهر بشكل واضح انخفاض في نسبة الامتصاص والمسامية مما يؤكد تحسن البنية الداخلية وبالتالي ارتفاع كفاءة
ديمومتها مع الزمن
محمد علي كريم، مفتاح محمد سريح، (10-2022)، International Journal of Engineering Research Sirte University: International Journal of Engineering Research Sirte University، 1 (1)، 114-128
تأثير الأوبئة على أسس التصميم المعما ري / حالة جائحة كورونا Covid-19
مقال في مؤتمر علمييعيش العالم اليوم ظرفًا استثنائياً مع جائحة كورونا المستجد، وهي جائحة قد تكون سبباً في تغير أسلوب
حياة الناس فيما بعد، الأمر الذي سينعكس على المباني والمدن بشكل او بآخر؛ لذا فدور التصميم
المعماري وتخطيط المدن هو رفع أداء المباني ووسائل الراحة فيها. اتبعت الورقة المنهج الوصفي التحليلي
محمد عمار العالم عبدالله المجدوبي، (01-2022)، سرت: جامعة سرت، 17-25