Design of flexural strengthening based on fib Bulletin 90

• Autorzy: Kotynia Renata , Kaszubska Monika

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2024.149864

Warianty tytułu

PL

Wzmocnienie na zginanie na podstawie fib Bulletin 90

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the analysis of intermediate and end debonding failure in slab strengthened using carbon tapes (Carbon Fiber Reinforced Polymer). The calculations are based on the more accurate method in the latest fib Bulletin 90. Consideration of additional effects based on three conditions: basic bond, bond friction and member curvature in the intermediate crack debonding analysis give the ratios ΔFf Ed / ΔFf Rd from 0.01 to 0.11, depending on the cross-section. For comparison in the simplified analysis of the ratio, MEd / MRd is equal 0.76. It is clearly visible the methods requiring more computational effort give lower values of element effort and allows the design to be more economical. As the strengthening fulfills the ultimate limit state, it does not meet the serviceability limit state.

PL

Wzmacnianie elementów żelbetowych na zginanie przy użyciu taśm i mat kompozytowych jest powszechnie stosowaną metodą zwiększania nośności. Potrzeba zwiększenia nośności może wynikać ze zmiany funkcji użytkowej obiektu, jak również z powstania dodatkowego obciążenia skupionego lub liniowego na stropie. Taki przykład jest podstawą niniejszego artykułu, w którym zaprezentowano projektowanie wzmocnienia płyty na zginanie przy użyciu taśm węglowych (Carbon Fiber Reinforced Polymer – CFRP), według wytycznych fib Bulletin 90 w wersji dokładnej. Analizie poddano płytę żelbetową wzmocnioną 3 taśmami na 1 metr szerokości płyty. Dodatkowe obciążenie wynikało z zaprojektowania nowej ściany. W pierwszym kroku obliczenia zostały wykonane w odniesieniu do możliwości odspojenia taśmy w części środkowej. Ze względu na symetrię analizowano tylko połowę płyty, rozpoczynając położenie kolejnych przekrojów od środka belki. Metoda dokładna opiera się na analizie naprężeń przyczepności taśm CFRP do betonu na odcinkach między rysami. Warunek nośności jest spełniony, jeśli siła rozciągająca w taśmach CFRP ΔFfEd jest niższa niż siła przyczepności taśm do betonu ΔFfRd na każdym odcinku pomiędzy rysami: ΔFfEd ≤ ΔFfRd. Siła występująca w taśmach CFRP w miejscach, gdzie założono położenie kolejnych rys została ustalona iteracyjnie na podstawie równowagi przekrojów. W przedstawionym przykładzie warunek ten został spełniony w każdym analizowanym przekroju. Następnie wykonano obliczenia odnoszące się do możliwości odspojenia taśmy w miejscu zakotwienia.

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 70, nr 2
• Strony: 291--308
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il.

Twórcy

autor

Kotynia Renata

• Lodz University of Technology, Department of Concrete Structures, Łódź, Poland,

• https://orcid.org/0000-0002-7247-1229

autor

Kaszubska Monika

• Lodz University of Technology, Department of Building Materials Physics and Sustainable Construction, Łódź, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9797-675X

Bibliografia

• [1] FIB Bulletin 90 – Externally applied FRP reinforcement for concrete structures. FIB, 2019.
• [2] R. Niedermeier, “Gemischte Bewehrung bei klebearmierten Bauteilen”, in Münchner Massivbau-Seminar 1997.
• [3] U. Neubauer, Verbundtragverhalten geklebter Lamellen aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoff zur Verstärkung von Betonbauteilen. Institute of Building Materials, Concrete Construction & Fire Protection, Braunschweig TU, 2000, doi: 10.24355/dbbs.084-201304241329-0.
• [4] R. Niedermeier and K. Zilch, "Zugkraftdeckung bei klebearmierten Bauteilen", Beton- und Stahlbetonbau, vol. 96, no. 12, 2001, doi: 10.1002/best.200101000.
• [5] K. Zilch, R. Niedermeier, and W. Finckh, DAfStb-Heft 592: Praxisgerechte Bemessungsansätze für das wirtschaftliche Verstärken von Betonbauteilen mit geklebter Bewehrung – Verbundtragfähigkeit unter statischer Belastung. Berlin, 2012.
• [6] K. Zilch, R. Niedermeier, and W. Finckh, Strengthening of concrete structures with adhesive bonded reinforcement: design and dimensioning of CFRP laminates and steel plates. Berlin: Ernst & Sohn, 2014.
• [7] PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków. PKN, 2008.
• [8] PN-EN 1990:2004 Eurokod: Podstawy projektowania konstrukcji. PKN, 2004.