The Fibre Reinforced Polymer (FRP) bars are increasingly used as an alternative to steel reinforcement in concrete structures. Their wide applicability is due to their properties such as high strength, resistance to corrosion, easy cutting, etc. For many years, research has been conducted on the identification of properties and the possibility of application of FRP bars in structural members as the alternative to steel reinforcement. This paper presents results of experimental tests of concrete columns reinforced with BFRP (Basalt Fibre Reinforced Polymer) and HFRP (Hybrid Fibre Reinforced Polymer) bars. Observed failure modes are presented along with comparison of the experimental and the predicted ultimate capacities of the regarded columns.
PL
Pręty FRP (Fibre Reinforced Polymer) są dynamicznie rozwijającym się produktem na rynku budowlanym. Pręty FRP są coraz częściej stosowane jako alternatywa dla zbrojenia stalowego w konstrukcjach betonowych. Ich szerokie zastosowanie wynika z ich właściwości, takich jak wysoka wytrzymałość, odporność na korozję, łatwość cięcia itp. Od wielu lat prowadzone są badania nad identyfikacją właściwości i możliwością zastosowania prętów BFRP (Basalt Fibre Reinforced Polymer), GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer), CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymer), HFRP (Hybrid Fibre Reinforced Polymer) w elementach konstrukcyjnych jako alternatywy dla zbrojenia stalowego. Ze względu na liniową zależność naprężenie-odkształcenie dla prętów kompozytowych zdecydowana większość badań i analiz dotyczy elementów zginanych, podczas gdy dla elementów ściskanych ze wzmocnieniem kompozytowym brakuje obszernych badań. Istnieje jednak coraz większe zapotrzebowanie na ocenę przydatności tego zbrojenia w elementach ściskanych. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych niskich słupów betonowych zbrojonych prętami BFRP i HFRP.
A prefabricated concrete column-to-column structure connected by high-strength bolts is proposed. To explore the seismic performance and failure form of the structure, the finite element analysis software is used to simulate the low-cycle repeated load test. The hysteretic curve and skeleton curve of the structure are obtained, and the stiffness degradation law, ductility and energy dissipation capacity of the structure are quantitatively analyzed to evaluate the seismic performance of the structure. The results show that the ductility coefficient of the structure is basically between 2.19 and 4.97, and the ductility coefficient of most specimens is greater than 3.0, indicating that the structure has good ductility and deformation capacity. The equivalent viscous damping coefficients of the specimens are in the range of 0.21-0.29, indicating that the structure has good energy dissipation capacity. In a certain range, increasing the thickness of the end plate has no significant impact on the energy consumption capacity of the structure. The compressive strength of the concrete in the core area is greatly improved under the constraint of the end plate bolts, and end plate bolt connection can well realize the transmission of force and give full play to the performance of materials.
To investigate the effect of polypropylene fibers on the mechanical properties of concrete structures in cold regions, obtain an appropriate amount of polypropylene fiber content, and improve the frost resistance of the structure, freeze-thaw cycle tests were conducted on three groups of reinforced concrete short column specimens with different polypropylene fiber contents. The depth of surface damage of the specimen was detected using ultrasonic method. The stress process and failure of the specimen were analyzed through axial compression test, and the corresponding changes in compressive toughness were discussed. A formula for calculating the axial compressive bearing capacity of polypropylene fiber reinforced concrete short columns after freeze-thaw cycles was established. The test results indicate that the addition of polypropylene fibers can reduce the compressive bearing capacity of reinforced concrete short columns. An appropriate amount of polypropylene fiber can enhance the frost resistance, ductility and toughness of concrete components, and the recommended volume fraction of polypropylene fiber is 0.08-0.12%.
The FRP reinforcement gained importance due to high tensile strength, high durability and ecological friendliness [1-7]. Its usefulness as the internal or Near Surface Mounted reinforcement in bent concrete elements has already been proven. Though, in terms of the compressive behaviour of the bars and concrete elements incorporating them, there are still few experimental and numerical considerations, especially when high temperatures are considered. This article contains further considerations on the performance of concrete columns with BFRP main reinforcement in fire resistance tests on the basis of previously presented authors’ numerical analyses. Comparative analysis in terms of temperatures, deformations and stresses of concrete columns with BFRP and steel main reinforcement in fire resistance tests is presented by the example of two columns, for which also experimental investigations were performed. Also, a comparative analysis of stress-strain relations for BFRP, steel and concrete at temperatures up to 600ºC is presented. It can be concluded that BFRP bars’ properties are strongly different when compressive and tensile performance is considered, especially at elevated temperatures. Tensile strength was higher for BFRP than steel at room temperature, but along with temperature growth, it came the other way (at around 600ºC). The compressive strength of the BFRP bars was higher than the value for concrete, but only for temperatures lower than 200ºC.
PL
Zbrojenie FRP zyskało znaczenie dzięki wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, wysokiej trwałości i małego wpływu na środowisko. Wykazano ich przydatność jako zbrojenia wewnętrznego lub mocowanego z zastosowaniem systemów NSM (ang. Near Surface Mounted) w betonowych elementach zginanych, analizując również ich zachowanie w warunkach pożarowych. Niewiele jest natomiast opracowań dotyczących ściskania prętów i ściskanych elementów betonowych zawierających tego typu zbrojenie, zwłaszcza w warunkach podwyższonej temperatury. W artykule zaprezentowano wyniki uzupełniających badań w zakresie oceny odporności ogniowej słupa ze zbrojeniem głównym BFRP (ang. Basalt Fibre Reinforced Polymer), na podstawie przedstawionych wcześniej analiz numerycznych. Przeprowadzono analizę porównawczą pod kątem temperatury, odkształceń i naprężeń słupa ze zbrojeniem głównym stalowym lub BFRP w badaniach odporności ogniowej. Symulacje numeryczne odporności ogniowej wybranych elementów mają odzwierciedlenie w przeprowadzonych wcześniej badaniach. Wyniki badań materiałowych (np. dynamiczna analiza mechaniczna DMA – ang. Dynamic Mechanical Analysis, analiza termograwimetryczna TGA – ang. Thermogravimetric Analysis, testy mechaniczne ściskania/rozciągania w temperaturze pokojowej i w wysokich temperaturach) na prętach BFRP zostały omówione we wcześniejszych pracach autorów. W pierwszej kolejności przeprowadzono analizę porównawczą dla relacji naprężenie-odkształcenie trzech materiałów (BFRP, stal i beton) dla różnych zakresów temperatur. Wyniki wcześniejszych własnych badań wykorzystano do ustalenia wytrzymałości na ściskanie w temperaturze pokojowej i podwyższonej oraz wytrzymałości na rozciąganie prętów BFRP w temperaturze pokojowej.
W konstrukcjach z betonu coraz częściej mają zastosowanie pręty kompozytowe FRP, które są wykonywane z różnych materiałów. Właściwości mechaniczne dostępnych na rynku prętów kompozytowych są bardzo zróżnicowane. Pręty kompozytowe różnią się od stalowych prętów zbrojeniowych: charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością i niskim modułem sprężystości. Pręty te zachowują się sprężyście w całym zakresie obciążeń, a ich zniszczenie następuje w sposób nagły. Z tego względu zachowanie się słupów zbrojonych prętami kompozytowymi odbiega od znanego zachowania się słupów ze zbrojeniem stalowym: nośność tych słupów jest zróżnicowana. W artykule przeanalizowano wpływ rodzaju zastosowanego zbrojenia podłużnego w słupach krępych na interakcję sił granicznych momentu zginającego i siły podłużnej. Słupy ze zbrojeniem niemetalicznym w stosunku do słupów ze zbrojeniem stalowym charakteryzują się większą lub mniejszą nośnością w zależności od rodzaju kompozytu oraz wielkości mimośrodu siły podłużnej.
EN
FRP composite bars, which are made from various materials, are increasingly used in concrete structures. The mechanical properties of commercially available composite bars vary greatly. Composite bars are different from steel reinforcing bars; they have very high strength and a low modulus of elasticity. These bars behave elastically over the entire load range and their failure is sudden. Therefore, the behavior of columns reinforced with composite bars may differ from the known behavior of columns with steel reinforcement; the load capacity of the columns varies. This paper investigates the influence of the type of longitudinal reinforcement used in brittle columns on the interaction of bending moment and longitudinal force limit forces. Columns with non-metallic reinforcement compared to columns with steel reinforcement have a higher or lower load capacity depending on the type of composite and the eccentricity of the longitudinal force.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Betonowe i żelbetowe słupy to jedne z najbardziej rozpowszechnionych pionowych elementów nośnych w budownictwie. Ze względu na zmianę obciążeń użytkowych lub czynników środowiskowych często wymagane jest wzmocnienie zniszczonych elementów w celu przywrócenia i utrzymania ich właściwości użytkowych. W artykule omówiono technologię wzmacniania słupów poddanych osiowemu ściskaniu materiałami kompozytowymi. Przedstawiono teoretyczne i praktyczne aspekty wykonania prac wzmacniających.
EN
Concrete and reinforced concrete columns are among the most common vertical load-bearing elements in construction. Due to changing loads or environmental factors, it is often required to reinforce deteriorated elements in order to restore and maintain their performance. This paper proposes a technology for strengthening columns under axial compression with composite materials. The theoretical basis is briefly presented and the focus is on the practical aspects of performing the strengthening work.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono przegląd polskich słupów oświetleniowych z betonu. Omówiono wykonawstwo betonowych słupów i wysięgników. Zaprezentowano współczesne rozwiązania słupów oświetleniowych z betonu wirowanego. Scharakteryzowano wymagania stawiane współczesnym słupom oświetleniowym w zakresie ich wyposażenia oraz w zakresie bezpieczeństwa biernego. Ze względu na braki w polskich przepisach i normach omówiono zalecenia słowackie.
EN
The article presents an overview of Polish concrete lamp posts. It discusses the construction of concrete columns and brackets. It also presents contemporary solutions for lamp posts made of spun concrete. The article characterizes the requirements for modern lamp posts in terms of their equipment and passive safety. Due to deficiencies in Polish regulations and standards, Slovak recommendations have been discussed.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono przegląd polskich słupów oświetleniowych z betonu. Omówiono wykonawstwo betonowych słupów i wysięgników. Zaprezentowano współczesne rozwiązania słupów oświetleniowych z betonu wirowanego. Scharakteryzowano wymagania stawiane współczesnym słupom oświetleniowym w zakresie ich wyposażenia oraz w zakresie bezpieczeństwa biernego. Ze względu na braki w polskich przepisach i normach omówiono zalecenia słowackie.
EN
The article presents an overview of Polish concrete lamp posts. It discusses the construction of concrete columns and brackets. It also presents contemporary solutions for lamp posts made of spun concrete. The article characterizes the requirements for modern lamp posts in terms of their equipment and passive safety. Due to deficiencies in Polish regulations and standards, Slovak recommendations have been discussed.
W pracy przedstawiono analizę numeryczną nośności przekrojów i smukłych elementów z betonu lekkiego (LWAC) poddanych działaniu siły osiowej oraz momentu zginającego. Przyjęto nieliniowy model materiałowy betonu przedstawiony w Eurokodzie 2 (EC2) [1]. Średnia wytrzymałość betonu na ściskanie przyjęta w obliczeniach wynosiła 53 MPa. Rozważano kilka różnych gęstości betonu. Zaobserwowano, że właściwości wytrzymałościowe betonu zależne od gęstości wpływają na uzyskiwane wartości maksymalnej siły osiowej i momentu zginającego pomimo tej samej średniej wytrzymałości na ściskanie. W każdym przypadku nośność przekroju z betonu lekkiego była niższa niż betonu zwykłego. Ponadto wprowadzenie LWAC o większej gęstości i niższym odkształceniu granicznym oznaczało większą sztywność smukłych słupów, ale wiązało się z redukcją nośności samego przekroju. Wyniki analizy nieliniowej posłużyły do weryfikacji uproszczonych metod obliczeń II rzędu zawartych w EC2 pod kątem wpływu właściwości materiału na zgodność uzyskanych wyników z metodą ogólną. Wykazano, że wyniki w niektórych przypadkach są bardzo konserwatywne i nie uwzględniają innego poziomu odkształcenia w LWAC.
EN
The paper presents a numerical analysis of the load-bearing capacity of lightweight aggregate concrete (LWAC) cross-sections and slender elements subjected to bending with axial force. The nonlinear material model of concrete presented in Eurocode 2 (EC2) [1] was assumed. The mean compressive strength of concrete was 53MPa. There were considered several different densities of concrete. It was observed that density-dependent mechanical properties of concrete affect the obtained values of the maximum axial force and bending moment despite the same mean compressive strength. In every case, the capacity of the LWAC sections was lower than the normal weight ones. Moreover, LWAC with the higher density and the lower ultimate strain gave greater stiffness to slender columns but reduced the cross-sectional capacity. The results of the nonlinear analysis were used to verify the simplified calculation methods of 2nd order effects included in EC2 in terms of the influence of the material properties on the consistency of the obtained results with the general method. It was shown that the results in some cases are very conservative and do not include a different level of strain in LWAC.
Confinement in concrete can improve the descending branch of the stress-strain relationship of concrete. The addition of steel fiber in concrete can also improve the descending branch of the stress-strain relationship of concrete. The combination of the use of both can double the impact significantly on the post-peak response. It can be seen from the trend of the post-peak response that the values of both 0.85fccf and 0.5fccf can be well predicted. The study involved an experimental investigation on the effect of confinement on square column specimens reinforced with steel fiber. From the experimental program, it is proven that the use of combination of confining steel and steel fiber works very well which is indicated by the better improvement on the post-peak response. The proposed equations can predict the actual stress-strain curves quite accurately which include the effects of confinement parameters (Zm) and steel fiber volumetric parameter (Vf).
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The use of high-strength longitudinal and transverse reinforcements in confined concrete columns can improve bearing capacity and deformability. Besides, experiments on confined concrete columns with side length of 400 mm can better reflect the behaviour of confined concrete columns in engineering project. Thus, the purpose of this study is to investigate the seismic behaviour of full-scale confined concrete columns with high-strength longitudinal and transverse reinforcements. Based on 15 confined concrete columns subjected to lateral cyclic loading, the effects of axial compression ratio, shear span ratio and volumetric ratio on the seismic behaviour of confined concrete columns were studied. The results showed that the ultimate drift ratios of the 15 confined concrete columns ranged from 1/43 to 1/20, i.e. 1.2–2.5 times as much as the specified limit (1/50) of rate earthquake, indicating excellent ductility. Additionally, the high-strength transverse reinforcements could not yield at peak load but could yield at the ultimate displacement. The high-strength transverse reinforcement stresses at the peak lateral load were 430–690 MPa, approximately 56–91% of the transverse reinforcement yield strength. Finally, an empirical formula was proposed to predict the ductility factor that was then evaluated by comparing the predicted values with the experimental results of 37 confined concrete columns.
Zimą 2013 roku na terenie województwa warmińsko-mazurskiego doszło do śmiertelnego wypadku podczas wymiany słupów napowietrznej linii elektrycznej. Poszkodowany pracownik zakładu zajmującego się wykonywaniem instalacji elektrycznych niskiego i średniego napięcia został uderzony w głowę wspornikiem izolatorów, który oderwał się od montowanego słupa. Inspektor Państwowej Inspekcji Pracy badający zdarzenie stwierdził, że przyczyną wypadku było niewłaściwe zaczepienie zawiesia linowego, które zsunęło się nagle po słupie, co spowodowało gwałtowne uderzenie wysięgnika żurawia w konstrukcję wspornika.
Zielona Góra nie jest miastem bogatym w zabytki architektury z okresu modernizmu. Budowle z tej epoki są jednak coraz powszechniej uznawane za cenne z najbardziej interesujących jest pochodzący z roku 1917 kościół pw. Najświętszego Zbawiciela przy ul. Niepodległości. Świątynia ufundowana przez fundację imienia znanego zielonogórskiego przemysłowca Georga Beuchelta do dziś jest jednym z najbardziej rozpoznawalnych kościołów w mieście. Projekt Wilhelma Wagnera i Oscara Hossfelda został zrealizowany przy współudziale przedsiębiorstwa Fabrik für Brückenbau und Eisenkonstruktionen Beuchelt & Co. Grünberg in Schlesien. Konstrukcje stalowe zrealizowane przez tę firmę istnieją do dziś nie tylko w Europie, ale także na terenie Afryki i Azji. W 2015 roku, niemalże w setną rocznicę budowy obiektu, zauważono pęknięcie na jednej ze ścian wewnątrz korpusu świątyni. W niniejszym artykule podjęto próbę znalezienia przyczyny wspomnianego uszkodzenia. Obecnie nie obserwuje się zwiększania wielkości pęknięcia, ani nowych śladów uszkodzeń. Nie można jednak pozwolić sobie na bagatelizowanie zjawiska. Nie zbadanie przyczyn i brak metod zapobiegania dalszym uszkodzeniom może doprowadzić do pogorszenia stanu technicznego budowli. Budynek ten jest cennym obiektem sztuki inżynierskiej zarówno w skali miasta jak i regionu. Utrzymanie go w dobrym stanie technicznym powinno być ważnym tematem zarówno dla administracji kościelnej jak i służb konserwatorskich.
EN
There are not too many architectural monuments from the period of modernism in the city of Zielona Góra. Buildings from this era, however, are increasingly recognized as valuable from the point of view of the monuments of engineering and protection. One of the most interesting is the church of the Holy Savior (Najświęsztego Zbawiciela) built in 1917 at the Niepodległości Street. Temple was founded by the foundation named by the known industrialist from Zielona Góra - George Beuchelt and today it is one of the most recognizable churches in the city. Project of Wilhelm Wagner and Oscar Hossfeld was realized in cooperation with the company Fabrik für Brückenbau und Eisenkonstruktionen Beuchelt & Co. Grünberg in Schlesien. Steel constructions which have been built by this company exist up till now not only in Europe, but also in Africa and Asia. In 2015, almost hundred years finishing the construction a crack on one of the walls inside the body of the temple has been observed. In the paper the cause of that damage is analyzed. Currently no increase of the cracks and no outgoing signs of damage is observed. But we cannot afford to underestimate of the phenomenon. The lack of examining the reasons and the preventing further damage can lead to a deterioration of the technical condition of the building. The church is the valuable piece of art engineering both in the city and the region. Keeping it in good condition should be an important topic for both the church administration and conservation services.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono konstrukcję prototypowych słupów strunobetonowych z betonu wirowanego przeznaczonych do budowy nowych i przebudowy istniejących linii jedno- i dwutorowych 110 kV. Podano program zrealizowanych badań i wybrane wyniki dla stalowych poprzeczników połączonych ze słupem.
EN
In the paper the pretensioned spun concrete structure of prototype poles for construction and modernization of singleand double-track 110 kV power lines was described. The programme of performed tests and selected results of steel transverses jointed to pole were given.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł opisuje dokładny oraz przybliżony sposób wyznaczania sił wewnętrznych w mimośrodowo ściskanym kołowym przekroju żelbetowym. Przybliżony sposób rozwiązania polega na zastosowaniu linearyzacji do zależności pomiędzy wartością odkształcenia w betonie a wartościami sił wewnętrznych. Metoda przybliżona pozwala łatwo wyznaczać zbrojenie takiego przekroju. Dokładność metody w przypadku praktycznego zastosowania jest dobra. Umożliwia to wykorzystanie jej przez projektantów.
EN
The article describes both strict and approximate methods for dimensioning of circular cross-section under eccentric full compression. The approximate way is based on linearizing of dependence between concrete strain and internal forces. The approximate method allows quite easy to establish reinforcement. For the practice, the accuracy is good enough. It allows to use the presented method by common designers.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano przegląd betonowych słupów oświetleniowych oraz stosowanych do nich wysięgników typu Ala, Lot i WZ. Przedstawiono wymagania produkcyjne dotyczące słupów i wysięgników oraz omówiono zalety i wady stosowanych rozwiązań konstrukcyjnych.
EN
The article presents an overview of the concrete lighting poles and booms applied with them at Ala, Lot and WZ type. The production requirements of concrete poles and booms were presented. The advantages and disadvantages of applying structural solutions were discussed.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Słupy żelbetowe o przekroju kołowym są powszechnie stosowane. Problemem jest ich projektowanie zgodne z EC2. Praktycznie dostępne są jedynie metody graficzne i autorskie programy komputerowe. W artykule przedstawiono dokładne rozwiązania analityczne oraz koncepcję metody uproszczonej. Pozwala to na samodzielne wykonanie obliczeń z dokładnością lepszą niż w przypadku korzystania z wykresów krzywych granicznych. Dokładne rozwiązania analityczne mogą służyć do weryfikacji wyników otrzymanych dzięki programom komputerowym.
EN
Concrete columns with circular cross section are commonly used in practice. There are some problems with a proper designing according to the code EC2. Only graphical method and some private computer programs are available to use. In the article strict analytical solutions are shown with the concept of approximate method. It allows to calculate the steel area with a more accuracy than those from graphical methods and also check the results obtained from computer programs.
W artykule przedstawiono konstrukcje i dane techniczne strunobetonowych słupków sadowniczych przeznaczonych do podtrzymywania koron drzewek i siatek przeciwgradowych w sadach. Opisano technologię produkcji słupków na torze naciągowym o długości 64 m. Podano optymalne rozstawy słupków w sadach bez siatek i z siatkami przeciwgradowymi.
EN
The structures and technical data of pre-tensioned concrete poles for fruit culture were presented in the paper. They are applied as supporting structures for trees and anti-hail nets in orchards. The technology of manufacturing on a tension track of length of 64 m was described. Optimumpoles spacing in orchards with and without anti-hail nets was given.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.