The effect of stirrup spacing and stirrup diameter on the shear capacity of concrete beams with GFRP reinforcement

• Autorzy: Szczech Damian

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2025.07.09

Warianty tytułu

PL

Wpływ rozstawu i średnicy strzemion na nośność na ścinanie belek betonowych ze zbrojeniem GFRP

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper investigates the effect of stirrup spacing s and stirrup diameter φs on the shear capacity of beams with non-metallic reinforcement. Stirrups of φ8 were used with a spacing of 120 mm, and stirrups of φ12 were used with a spacing of 270 mm, maintaining a uniform transverse reinforcement ratio Ρw = 0,33%. The influence of stirrup spacing was analysed in beams with two different longitudinal reinforcement ratios: Ρl = 2.9% and Ρl = 3.7%. The paper presents the quantitative and qualitative influence of these parameters on the shear capacity and behaviour of the beams.

PL

W artykule przeanalizowano wpływ rozstawu strzemion s i ich średnicy φs na nośność na ścinanie belek ze zbrojeniem niemetalicznym. Przyjęto strzemiona φ 8 w rozstawie co 120 mm oraz strzemiona φ 12 w rozstawie co 270 mm, zachowując jednolity stopień zbrojenia poprzecznego Ρw = 0,33%. Analizowano wpływ rozstawu strzemion w belkach o dwóch różnych stopniach zbrojenia podłużnego: Ρl = 2,9% oraz Ρl = 3,7%. Przedstawiono ilościowy i jakościowy wpływ tego parametru na nośność na ścinanie oraz zachowanie się belek.

Słowa kluczowe

EN

FRP bar; reinforced beam; shear; GFRP reinforcement; stirrup spacing; transverse reinforcement ratio; cracking; experimental investigation

PL

pręt FRP; belka zbrojona; ścinanie; zbrojenie GFRP; rozstaw strzemion; stopień zbrojenia poprzecznego; zarysowanie; badanie doświadczalne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2025
• Tom: nr 7
• Strony: 63--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Szczech Damian

• Lodz University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering

• https://orcid.org/0000-0002-8357-2877

Bibliografia

• [1] Godycki-Ćwirko T. Ścinanie w żelbecie. Wydawnictwo Arkady, 1968.
• [2] Knauff M. Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2. Wydawnictwo Naukowe PWN 2017.
• [3] Taylor H.P.J. Investigation of Dowel Shear Forces Carried by the Tensile Steel in RC Beams. TRA-431, Cement and Concrete Association, London 1969.
• [4] Sigrist V., Bentz E., Ruiz M.F., Foster S., Muttoni A. Background to the fib Model Code 2010 shear provisions – part I: Beams and slabs. Structural Concrete. 2013; 3 (14).
• [5] Fenwick R.C., Paulay T. Mechanisms of Shear Resistance of Concrete Beams. Journal of the Str. Division, Proc. of the American Society of Civil Eng. 1968; 94No. ST10.
• [6] Walraven J.C. Fundamental Analysis of Aggregate Interlock Journal of the Structural Division. 1981; 107 (No. ST11), 2245 - 2269.
• [7] Pruijssers A. Aggregate interlock and dowel action under monotonic and cyclic loading. Delft University of Technology. 1988.
• [8] Desai S. Influence of Constituents of Concrete on Its Tensile Strength and Shear Strength. Magazine of Concrete Research. 2003; v. 55, no. 1, s. 77 - 84.
• [9] Kazemi M.T., Broujerdian V. Reinforced concrete beams without stirrups considering shear friction and fracture mechanics. Canadian Jour. of Civil Eng. 2006; v. 33, no. 2.
• [10] Szczech D., Kotynia R. Shear tests on GFRP reinforced concrete beams. 10th International Conference on AMCM. MATEC Web od Conf. 2020; Vol. 323.
• [11] Szczech D., Kotynia R. Effect of shear reinforcement ratio on the shear capacity of GFRP reinforced concrete beams. Archives of Civil Engineering. 2021; Volume 67, Issue 1.
• [12] Szczech D., Kotynia R. Badania na ścinanie belek zbrojonych podłużnie i poprzecznie prętami FRP. Materiały Budowlane. 2024; 11 (627).
• [13] Guadagnini M., Pilakoutas K., Waldron P. Investigation on Shear Carrying Mechanisms in FRP RC Beams. (FRPRCS-5), Cambridge, UK, 949-958, 2001.
• [14] Ali M.S.M., Oehlers D.J., Griffith M.C. Shear Transfer across Cracks in FRP Strengthened RC Members. Jour. of Comp. for Constr. 2008; 12, 416 - 424.
• [15] ACI 440.1R-15 Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars, American Concrete Institute. 2015.
• [16] CNR-DT-203/2006 Guide for the design and construction of concrete structures reinforced with fiber-reinforced polymer bars. 2007.
• [17] CAN/CSA-S806-12 Design and construction of building structures with fibre-reinforced polymers, Canadian Standards Association. 2012.
• [18] JSCE Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials. 1997.
• [19] CEN/TC 250/SC 2/WG 1/TG 1 N 110 Draft Reinforcing With FRP. 2017.
• [20] Szczech D., Kotynia R. Badania na ścinanie belek zbrojonych podłużnie i poprzecznie prętami FRP. Materiały Budowlane. 2024; 4 (620).
• [21] Razaqpur G., Spadea S. Shear Strength of FRP Reinforced Concrete Members with Stirrups. Journal of Composites for Construction. 2015; 19.
• [22] Jumaa G.B., Yousif A.R. Size effect on the shear failure of high-strength concrete beams reinforced with basalt FRP bars and stirrups. Constr. and Build. Mat. 2019; 209 77 - 94.