Szacowanie nośności belek żelbetowych wzmocnionych kompozytami CFRP

• Autorzy: Michałowska-Maziejuk Dorota , Goszczyńska Barbara

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.1374

Warianty tytułu

EN

Estimation of the load capacity of RC beams strengthened with CFRP composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono propozycję prostego podejścia do szacowania nośności belek żelbetowych wzmocnionych taśmami CFRP, które zostało oparte na wynikach badań eksperymentalnych 10 belek żelbetowych. Badania 2 belek referencyjnych i 8 wzmocnionych taśmami CFRP wklejonymi w betonową otulinę (metoda NSMR) wykonano, symulując rzeczywiste warunki wykonywania wzmocnień. Belki zostały wzmocnione pod obciążeniem w pozycji sufitowej. Wyniki nośności belek uzyskane z badań porównano z wynikami obliczeń na podstawie zaproponowanego podejścia, przyjmując wytrzymałość betonu i stali z badań próbek towarzyszących, a także z normy dla zastosowanej klasy betonu i stali. Porównanie wskazuje na bezpieczne szacowanie nośności.

EN

The article presents a proposal for a simple method of estimating the load-bearing capacity of RC beams strengthened with CFRP strips, based on the results of experimental tests of 10 beams. Tests of two reference beams and eight beams strengthened with CFRP strips glued into the concrete cover (NSMR method) were carried out by simulating the real conditions of strengthening. The beams were strengthened under sustained loading were the strip was applied in the bottom side. The beam load-bearing capacity results obtained from the tests were compared with the calculation results based on the proposed simple method. To estimate the load-bearing capacity, the strength of concrete and steel from the accompanying tests and those provided in the standard regulations was adopted. The comparison indicates a safe estimation of the load capacity.

Słowa kluczowe

PL

szacowanie nośności; belka żelbetowa; wzmocnienie kompozytowe; CFRP; metoda NSMR

EN

load capacity estimation; reinforced concrete beam; composite strengthening; CFRP; NSMR method

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 79, nr 11-12
• Strony: 636--643
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Michałowska-Maziejuk Dorota

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0000-0002-8076-6836

autor

Goszczyńska Barbara

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0000-0003-2363-9141

Bibliografia

• [1] Kobiak J.: "Błędy w konstrukcjach żelbetowych", Arkady, Warszawa 1971.
• [2] Masłowski E., Spiżewska D.: "Wzmacnianie konstrukcji budowlanych", Arkady, Warszawa 2000.
• [3] Runkiewicz L.: "Wzmacnianie konstrukcji żelbetowych", Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2011.
• [4] Urban T.: "Wzmacnianie konstrukcji żelbetowych metodami tradycyjnymi", PWN, Warszawa 2015.
• [5] Radomski W., Kotynia R.: "Structural strengthening with CFRP products - what we know what we don't know", Conference on Civil Engineering Infrastructure Based on Polymer Composites, 22-23 November 2012, Krakow, Poland.
• [6] Janiak T., Podhorecki A.: "Efektywne wzmocnienie istniejącej konstrukcji stropu spowodowane bardzo dużym zwiększeniem obciążenia użytkowego", w: "Wybrane zagadnienia konstrukcji i materiałów budowlanych oraz geotechniki", Bydgoszcz 2015, Wydawnictwo Uczelniane UTP, s. 69-76.
• [7] Janiak T., Lachowicz M., Podhorecki A.: "Nowatorski sposób wzmocnienia żelbetowego rygla ramy portalowej w nowo budowanej hali handlowo-usługowej", Materiały Budowlane 2017, nr 5, s.35-36.
• [8] Runkiewicz R.: "Przyczyny techniczne występowania zagrożeń, awarii i katastrof budowlanych", Inżynier Budownictwa, druk artykułu dnia 2011.10.12. Online: https://inzynierbudownictwa.pl/przyczyny-techniczne-wystepowania-zagrozen-awarii-i-katastrof-budowlanych, Dostęp 2023.10.09.
• [9] Brandt A.: "Uwagi o trwałości konstrukcji betonowych", Drogi i Mosty, nr 3, 2004, s. 5-14.
• [10] Kotynia R.: "Przegląd metod wzmacniania konstrukcji żelbetowych przy użyciu materiałów kompozytowych", Inżynieria i Budownictwo, nr 11-12, 2022, s. 503-516.
• [11] Taljsten B.: "CFRP - strengthening concrete structures strengthened with near surface mounted CFPR laminates", Proceeding of 3rd International Conference on Composites in Infrastructure, San Francisco, California, June 10-12, 2002.
• [12] Bank L.C.: .Composites for construction. Structural design with FRP materials", John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2006.
• [13] Ross A., Jerome D., Tedesco J., Hughes M.: "Strengthening of reinforced concrete beams witch externally bonded composite laminates", ACI Structural Journal, March - April 1999, vol. 96, p. 212-220.
• [14] Kotynia R.: "Odkształcalność i nośność zginanych elementów żelbetowych wzmocnionych taśmami z włókien węglowych", Rozprawa doktorska, Łódż 1999, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska.
• [15] Kotynia R.: "Analysis of reinforced concrete beams strengthened witch near surface mounted FRP reinforcement", Archives of Civil Engineering 2006, vol. 52, no. 2, p. 305-317.
• [16] ACI 440.2R-08: "Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures".
• [17] Czkwianianc A., Kamińska M.: "Metoda nieliniowej analizy żelbetowych elementów prętowych", PAN KILiW IPPT, Warszawa 1993.
• [18] Michałowska-Maziejuk D., Goszczyńska B., Trąmpczyński W.: "Accelerated method of reinforced concrete component strengthening with carbon fiber strips", IABSE Conference - Creativity and Collaboration, Bath 2017 - REPORT, United Kingdom, Publishing house: IABSE Zurich, Switzerland 2017.
• [19] Michałowska-Maziejuk D., Goszczyńska B., Trąmpczyński W.: "Przyspieszenie procesu wzmacniania elementów żelbetowych taśmami z włókien węglowych w metodzie NSMR", konferencja "Awarie budowlane 2017 - zapobieganie, diagnostyka, naprawy, rekonstrukcje", Tom: XXVIII Wydawnictwo Uczelniane ZUT w Szczecinie, 2017, s. 805-814.
• [20] Karta informacyjna produktu Sika Poland Sp. z o.o. Sika®CarboDur® S NSM, Online: https://pol.sika.com/content/dam/dms/plcon/f/sika_carbodur_s_nsm.pdf. Dostęp 2023.10.08.
• [21] Karta informacyjna produktu Sikadur®-330. "Dwuskładnikowa impregnacyjna żywica epoksydowa", Online: https://pol.sika.com/content/dam/dms/plcon/e/sikadur_-330.pdf. Dostęp 2023.10.08.
• [22] Łagoda M.: "Zalecenia dotyczące wzmacniania konstrukcji mostowych przez przyklejanie zbrojenia zewnętrznego", IBDiM, Warszawa 2002.
• [23] Michałowska-Maziejuk D., Goszczyńska B., Trąmpczyński W.: "Effectiveness of strengthening pre-Ioaded RC beams with CFRP strips in conventional and accelerated strengthening procedures", MATEC Web of Conferences 284, 06005 (2019).
• [24] PN-EN 1992-1-1:2008: Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
• [25] Paretti R., Nanni A.: "Strengthening of RC members using near-surface mounted FRP composites: design overview", Advences in Structural Engineering 2004, 7(5), p.1-15.
• [26] Korentz J.: "Praca wzmocnionego przekroju żelbetowego", Przegląd Budowlany 2/2012, s. 40-42.
• [27] Onken P., Berg W., Matzdorf D.: "Renowacja i wzmacnianie konstrukcji żelbetowych", Podręcznik wymiarowania wzmocnienia elementów zginanych i ściskanych za pomocą systemu FRP, Wrocław - Gdańsk, maj 2006.
• [28] Michałowska-Maziejuk D.: "Efektywność wzmocnienia zginanych belek żelbetowych przy użyciu materiałów kompozytowych typu CFRP", rozprawa doktorska, Kielce 2022, s. 200.
• [29] Michałowska-Maziejuk D., Goszczyńska B.: "Effectiveness of Strengthening RC Beams Using Composite Materials - An Accelerated Strengthening Method", Materials 16(13), 2023, s.1-17.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).