A comparative analysis of single-field concrete slabs reinforced with FRP bars

• Autorzy: Piotr Lacki , Niemiro-Maźniak Judyta , Derlatka Anna , Gąćkowski Roman

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2023.1.13

Warianty tytułu

PL

Analiza porównawcza płyt betonowych jednopolowych zbrojonych prętami FRP

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Fibre-reinforced composite bars (FRP) are becoming an increasingly common alternative to steel reinforcement in civil structures. The paper presents a comparative analysis of single-field concrete slabs reinforced with steel bars and FRP bars. The tested models differed in the type of reinforcement material and the diameter of the reinforcement bars. The behaviour of slab reinforced with steel bars (SRB) and composite bars made of GFRP, CFRP, BFRP and AFRP were simulated. The numerical analysis was carried out in the ADINA System program, based on the Finite Element Method (FEM). The obtained distributions of displacements and the development of cracks in the tested elements made it possible to assess the serviceability limit states (SLS) the slabs. The smallest deflections were observed for slabs reinforced with AFRP bars.

PL

Pręty kompozytowe wzmacniane włóknami (FRP) stają się coraz częstszą alternatywą zbrojenia stalowego w konstrukcjach budowlanych. W pracy przedstawiono analizę porównawczą jednopolowych płyt betonowych zbrojonych prętami stalowymi oraz prętami FRP. Badane modele różniły się rodzajem materiału zbrojenia i średnicą prętów zbrojeniowych. Symulowano zachowanie płyt zbrojonych prętami stalowymi (SRB) i prętami kompozytowymi GFRP, CFRP, BFRP oraz AFRP. Analizę numeryczną przeprowadzono w programie ADINA System, opartym na metodzie elementów skończonych (MES). Uzyskane rozkłady przemieszczeń oraz rozwój zarysowań w badanych elementach pozwoliły na ocenę stanu granicznego użytkowalności płyt. Najmniejsze ugięcia zaobserwowano dla płyt zbrojonych prętami AFRP.

Słowa kluczowe

EN

MES; AFRP; BFRP; CFRP; GFRP

PL

MES; AFRP; BFRP; CFRP; GFRP

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2023
• Tom: Z. 29 (179)
• Strony: 85--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piotr Lacki

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0787-8890

autor

Niemiro-Maźniak Judyta

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6808-7067

autor

Derlatka Anna

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6509-2706

autor

Gąćkowski Roman

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4456-3011

Bibliografia

• 1. Al-Rubaye M., Manalo A., Alajarmeh O., Ferdous W., Lokuge W., Benmokrane B., Edoo A., Flexural behaviour of concrete slabs reinforced with GFRP bars and hollow composite reinforcing systems, Composite Structures 2020, 236, 111836.
• 2. Yan F., Lin Z., Bond durability assessment and long-term degradation prediction for GFRP bars to fiber-reinforced concrete under saline solutions, Composite Structures 2017, 161, 39
• 3. Chen Y., Davalos J. F., Ray I., Kim H.-Y., Accelerated aging tests for evaluations of durability performance of FRP reinforcing bars for concrete structures, Composite Structures 2007, 78(1), 101-111.
• 4. Ahmad Sawpan M., Shear properties and durability of GFRP reinforcement bar aged in seawater, Polymer Testing 2019, 75, 312-320.
• 5. Al-Rousan R.Z., Alhassan M., Al-wadi R., Nonlinear finite element analysis of full-scale concrete bridge deck slabs rein-forced with FRP bars, Structures 2020, 27, 1820-1831.
• 6. Erfan A.M., Elnaby R.M.A., Badr A.A., El-sayed T.A., Flexural behavior of HSC one way slabs reinforced with basalt FRP bars, Case Studies in Construction Materials 2021, 14, e00513.
• 7. Ahmed A., Guo S., Zhang Z., Shi C., Zhu D., A review on durability of fiber reinforced polymer (FRP) bars reinforced seawater sea sand concrete, Construction and Building Materials 2020, 256, 119484.
• 8. Robert M., Benmokrane B., Combined effects of saline solution and moist concrete on long-term durability of GFRP reinforcing bars, Construction and Building Materials 2013, 38, 274-284
• 9. Bisby L.A., Kodur V., Evaluating the fire endurance of concrete slabs reinforced with FRP bars: Considerations for a holistic approach, Composites Part B: Engineering 2007, 38(5-6), 547-558.
• 10. Abdalla H.A., Evaluation of deflection in concrete members reinforced with fibre reinforced polymer (FRP) bars, Composite Structures 2002, 56(1), 63-71.
• 11. PN-EN 1992-1-1, Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków, 2008.
• 12. EN 206+A2:2021, Concrete – Specification, performance, production and conformity, 2021. CEN European Committee For Standardization.
• 13. Starosolski W., Konstrukcje żelbetowe, Według PN-B-03264:2002 i EUROKODU 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.

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).