Wzmacnianie płaskich, zginanych elementów stalowych materiałami kompozytowymi FRP

• Autorzy: Łagoda M. , Kowal M.

Warianty tytułu

EN

FRP composite materials strengthening of flat steel elements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł opisuje badania wpływu wzmocnienia płaskich, zginanych elementów stalowych materiałami kompozytowymi CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymer). Badano wpływ zmian geometrii końca złącza na wytrzymałość trzypunktowo zginanych płaskowników stalowych, wzmocnionych jednostronnymi nakładkami z taśm węglowych. Zniszczenie skleiny na granicy stal-klej było dominujące wśród postaci zniszczenia dla przyklejonych do stali taśm CFRP. Przedstawiono wyniki badań, które pokazały, że zastosowanie wzmocnienia CFRP płaskiego elementu stalowego może mieć wpływ na zmniejszenie ugięć. Zastosowanie odwrotnie ściętej taśmy z wypływem kleju może wyraźnie podnieść nośność złącza przy zginaniu płaskiego elementu stalowego wzmocnionego taśmą CFRP. Opisano wnioski i przedstawiono plan dalszych prac nad wzmacnianiem elementów stalowych taśmami CFRP.

EN

The article describes the study on the impact of FRP composite materials strengthening of flat steel slab. The influence of changing of bond end geometry on three point bending behavior of flat steel elements reinforced by CFRP patch has been investigated. A bond failure at steel-adhesive interface was a dominant failure mode. The test results showed clearly that geometry change of the bond end of strengthening CFRP plate and adhesive can significantly increase bond capacity. The use of reverse taper of CFRP patch with adhesive fillet tapes can improve the load capacity of the adhesive joint on the bending of the flat steel element reinforced by FRP patch. Conclusions and plan of further works on steel elements CFRP strengthening were described.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja stalowa; wzmacnianie; stal; kompozyty FRP; kształtowanie złącza; nośność złącza; ugięcie

EN

metallic structures; strengthening; steel; FRP composites; bond end shaping; joint capacity; deflection

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 13, nr 2
• Strony: 257--264
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab.

Twórcy

autor

Łagoda M.

• Instytut Badawczy Dróg i Mostów

autor

Kowal M.

• Katedra Dróg i Mostów, Wydział Budownictwa i Architektury, Politechnika Lubelska

Bibliografia

• 1 Jiao H., Mashiri F., Zhao X.-L.: “ A comparative study on fatigue behaviour of steel beams retrofitted with welding, pultruded CFRP plates and wet layup CFRP sheets”. Thin-Walled Structures 59 (2012) 144–152
• 2 Ghafoori E., Schumacher A., Motavalli M.: “Fatigue behavior of notched steel beams reinforced with bonded CFRP plates: Determination of prestressing level for crack arrest”. Engineering Structures 45 (2012) 270–283
• 3 Bocciarelli M., Colombi P., Fava G., Poggi C.: Fatigue performance of tensile steel members strengthened with CFRP plates. Composite Structures 87 (2009) 334–343
• 4 Täljsten B., Skodborg Hansen Ch., Wittrup Schmidt J.: Strengthening of old metallic structures in fatigue with prestressed and non-prestressed CFRP laminates. Construction and Building Materials 23 (2009) 1665–1677
• 5 Deng J., Lee M.M.K.: “Fatigue performance of metallic beam strengthened with a bonded CFRP plate”. Composite Structures 78 (2007) 222–231
• 6 Fawzia S., Al-Mahaidi R., Zhao X.L., Rizkalla S.: Strengthening of circular hollow steel tubular sections using. Construction and Building Materials 21 (2007) 839–845
• 7 Colombi P., Poggi C.: An experimental, analytical and numerical study of the static behavior of steel beams reinforced by pultruded CFRP strips. Composites: Part B 37 (2006) 64–73
• 8 Seleem M.H., Sharaky I.A., Sallam H.E.M.: Flexural behavior of steel beams strengthened by carbon fiber reinforced polymer plates – Three dimensional finite element simulation. Materials and Design 31 (2010) 1317–1324
• 9 Harries K.A., Peck A.J., Abraham E.J.: Enhancing stability of structural steel sections using FRP. Thin-Walled Structures 47 (2009) 1092–1101
• 10 Zhao X.L., Al-Mahaidi R.: Web buckling of light steel beams strengthened with CFRP subjected to end-bearing forces. Thin-Walled Structures 47 (2009) 1029–1036
• 11 Teng J.G., Hu Y.M.: Behaviour of FRP-jacketed circular steel tubes and cylindrical shells under axial compression. Construction and Building Materials 21 (2007) 827–838
• 12 Bambach M.R., Jama H.H., Elchalakani M.: Axial capacity and design of thin-walled steel SHS strengthened with CFRP. Thin-Walled Structures 47 (2009) 1112–1121
• 13 Łagoda G., Łagoda M.: Strengthening steel bridge across Vistula River in Poland. 33rd IABSE Symposium, Bangkok, Thailand, September 9-11, 2009, Sustainable Infrastructure Environment Friendly, Safe and Resource Efficient Vol. 96
• 14 Phares B. M., Wipf T. J., Klaiber F.W., Abu-Hawash A.: Strengthening of Steel Girder Bridges Using FRP. Proceedings of the 2003 Mid-Continent Transportation Research Symposium, Ames, Iowa, August 2003. © 2003 by Iowa State University.
• 15 Charles D.: A Case Study on Actual Bridge Performance. Application of Advanced Materials. NSF-REU 2006
• 16 Colombi P., Poggi C.: Strengthening of tensile steel members and bolted joints using adhesively bonded CFRP plates. Construction and Building Materials 20 (2006) 22–33
• 17 Lin H., Zhao X-L., Al-Mahaidi R.: Boundary element analysis of CFRP reinforced steel plates. Composite Structures 91 (2009) 74–83
• 18 Łagoda M., Kowal M.: Wpływ kształtu zakończenia skleiny na wytrzymałość złącza stal-kompozyt FRP. Budownictwo i Architektura 2013 vol.12(2) 39-46