Numerical study of the flexural behaviour of GFRP RC beams

• Autorzy: Pawłowski D. , Szumigała M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Fiber-reinforced polymer (FRP) bars have been commercially available in civil engineering in the last twenty years. Due to their mechanical and physical properties, the behaviour of FRP reinforced concrete (RC) members is significantly different to that of traditional steel RC. This paper presents the results and discussion of a numerical study of the flexural behaviour of simply supported glass fiber-reinforced polymer (GFRP) RC beams under short-term static loads. The numerical analysis was performed using the Finite Element Method (FEM). All calculations were carried out in the environment of the Abaqus. The main objective of this paper was to investigate the flexural behaviour of GFRP RC members depending on the reinforcement ratio. The results of the numerical analysis were examined and compared with code formulations and with the results of experiments.

PL

Zbrojenie kompozytowe (FRP) jest wykorzystywane w budownictwie od ponad dwudziestu lat. Ze względu na jego mechaniczne i fizyczne właściwości, zachowanie elementów zbrojonych prętami niemetalicznymi jest odmienne od zachowania klasycznych elementów żelbetowych. W pracy przedstawiono wyniki symulacji komputerowej zachowania swobodnie podpartych belek zbrojonych prętami z włókna szklanego (GFRP) poddanych działaniu krótkotrwałego obciążenia statycznego. Badanie numeryczne przeprowadzono przy zastosowaniu oprogramowania Abaqus wykorzystującego Metodę Elementów Skończonych (MES). Głównym celem pracy było zbadanie wpływu stopnia zbrojenia na nośność i sztywność elementów zbrojonych prętami GFRP. Wyniki symulacji komputerowej porównano z wynikami normowymi oraz z rezultatami doświadczeń laboratoryjnych.

Słowa kluczowe

EN

composite materials; GFRP reinforcement; GFRP RC beams; flexural behaviour; FEM analysis

PL

materiały kompozytowe; zachowanie przy zginaniu; analiza MES

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 8, no. 2
• Strony: 71--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Pawłowski D.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Poznań University of Technology, Piotrowo 5, 60-965 Poznań, Poland

autor

Szumigała M.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Poznan University of Technology, Piotrowo 5, 60-965 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Federation International du Beton, FRP reinforcement in RC structures, Fib Task, Group 9.3, 2007, pp. 3-30
• [2] ACI 440.1R-06, Guide for the design and construction of structural concrete reinforced with FRP bars, CI Committee 440, 2006
• [3] Nanni A.; North American design guidelines for concrete reinforcement and strengthening using FRP: Principals, applications and unresolved issues, Construction and Building Materials, Vol.17, No.6-7, 2003; p. 439-446
• [4] Barris C., Torres L., Comas J., Mias C.; Cracking and deflections in GFRP RC beams: an experimental study, Composites: Part B, Vol.55, 2013; p. 580-590
• [5] EN 1992-1-1:2003, Eurocode 2: Design of concrete structures – Prat 1-1: General rules and rules for buildings, Technical Committee CEN/TC250, 2004
• [6] ABAQUS, Abaqus analysis user’s manual, Version 6.10, Dassault Systemes, 2010
• [7] Lubliner J., Oliver J., Oller S., Onate E.; A plastic-damage model for concrete, International Journal of Solids Mechanics, Vol.25, No.3, 1989; p. 299-326
• [8] Lee J., Fenves G.L.; Plastic-damage model for cyclic loading of concrete structures, Journal of Engineering Mechanics, Vol.124, No.8, 1998; p. 892-900
• [9] Park R., Paulay T.; Reinforced concrete structures, John Willey & Sons, 1975
• [10] Wang T., Hsu T.T.C.; Nonlinear Finite Element Analysis of concrete structures using new constitutive models, Computers and Structures, Vol.79, No.32, 2001, p. 2781-2791
• [11] Barris C., Torres L., Tauron A., Baena M., Catalan A.; An experimental study of the flexural behaviour of GFRP RC beams and comparison with predictionmodels, Composites Structures, Vol.91, 2009; p. 586-295