Strengthening of RC slabs against punching shear in theory and practice

• Autorzy: Urban Tadeusz , Gołdyn Michał , Krawczyk Łukasz

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2021.138502

Warianty tytułu

PL

Wzmacnianie żelbetowych płyt na przebicie w teorii i praktyce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the problem of strengthening of flat slabs against punching shear was discussed. Selected methods verified on the basis of experimental tests such as increasing size of the support, applying post-installed shear reinforcement or increasing the main reinforcement by installing additional steel flat bars, were presented. The previous studies demonstrated, that the last method allows for an increase in punching shear resistance of up to 90%, depending on the longitudinal reinforcement ratio. The example of the application of such strengthening technique in the real structure was described. The use of steel flat bars located in the vicinity of the columns and additionally anchored to the slab made possible to compensate for the load capacity deficiencies that occurred due to execution errors (lowering of the main reinforcement within the support zones).

PL

W artykule omówiono tematykę związaną ze wzmacnianiem płyt płaskich na przebicie. Przedstawiono przegląd dotychczasowych prac badawczych jak również przykład realizacji wzmocnienia zaprojektowanego przez autorów. Wśród przytoczonych badań zaprezentowano prace, w których nośność na przebicie zwiększono poprzez: – zwiększenie zbrojenia głównego nad podporą, – zainstalowanie zbrojenia poprzecznego w postaci prętów wklejanych, specjalnych śrub do betonu a także trzpieni umieszczanych w otworach przewierconych przez całą grubość stropu, – zwiększanie wymiaru poprzecznego podpory poprzez obetonowanie słupa, zainstalowanie akcesorium stalowego lub wykonanie głowicy, – zainstalowanie płyt stalowych dookoła słupa. Szczegółowo omówiono metodę dotyczącą wzmacniania poprzez zwiększenie zbrojenia głównego. Metoda ta została zweryfikowana eksperymentalnie przez Urbana, który zaproponował stosowanie płaskowników stalowych, mocowanych na górnej powierzchni płyty. W artykule omówiono procedurę obliczeniową, pozwalającą określać nośność na przebicie płyt wzmacnianych zewnętrznym zbrojeniem.

Słowa kluczowe

EN

strengthening; punching shear; flexural reinforcement; post-installed reinforcement; reinforced concrete slab

PL

wzmacnianie; przebicie; zbrojenie na zginanie; zbrojenie dodatkowe; płyta żelbetowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 67, nr 4
• Strony: 317--335
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Urban Tadeusz

• Lodz University of Technology, Department of Concrete Structures, Łódź, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7494-3747

autor

Gołdyn Michał

• Lodz University of Technology, Department of Concrete Structures, Łódź, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7791-1940

autor

Krawczyk Łukasz

• Lodz University of Technology, Department of Concrete Structures, Łódź, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0406-7750

Bibliografia

• [1] B. Adetifa and M.A. Polak. “Retrofit of slab column interior connections using shear bolts”. ACI Structural Journal, vol. 102, no. 2, pp. 268-274, March-April, 2005, DOI: 10.14359/14278.
• [2] L. Buda-Ozóg and J. Kujda, “Analiza numeryczna wzmocnienia strefy przysłupowej istniejącego stropu słupowo-płytowego”. Inżynieria i Budownictwo, vol. 74, no. 6, pp. 310-312, 2018.
• [3] U. Ebead and H. Marzouk. “Strengthening of two-way slabs subjected to moment and cyclic loading”. ACI Structural Journal, vol. 99, no. 3, pp. 435-444, July-August, 2002, DOI: 10.14359/12112.
• [4] U. Ebead and H. Marzouk. “Strengthening of two-way slabs using steel plates”. ACI Structural Journal, vol. 99, no. 1, pp. 23-31, January-February, 2002, DOI: 10.14359/11032.
• [5] EN 1992-1-1:2004, Eurocode 2. Design of concrete structures. Part 1-1: General rules - Rules for buildings.
• [6] J. Feix, P. Worle, and A. Gerhard. “Ein neuer Ansatz zur steigerung der durchstanztragfähigkeit bestehender stahlbetonbauteile”. Bauingenieur, vol. 87, no. 4, pp. 149-155, April, 2012.
• [7] M. Fernandez Ruiz, Y. Mirzaei, and A. Muttoni. “Post-punching behavior of flat slabs”. ACI Structural Journal, vol. 110, no. 3, pp. 801-811, September-October, 2013, DOI: 10.14359/51685833.
• [8] N.J. Gardner, J. Huh, and L. Chung. “Lessons from the Sampoong department store collapse”. Cement and Concrete Composites, vol. 24, no. 6, pp. 523-529, 2002, DOI: 10.1016/S0958-9465(01)00068-3.
• [9] G. Hassanzadeh and H. Sundqvist. “Strengthening of bridge slabs on columns”. Nordic Concrete Research. Publication, no. 21, p. 12, 1998.
• [10] Model Code 2010, Final draft, fib Bulletin 66, Fédération internationale du béton, 2012.
• [11] A. Muttoni, M. Fernandez Ruiz, and J. Kunz. “Nachträgliche durchstanzbewehrung zur verstärkung von stahlbetonflachdecken”. Bauingenieur, vol. 83, pp. 503-511, December, 2008.
• [12] P. Noakowski. “Wzmocnienie stropów biurowca. Duże ugięcia i niedostateczna nośność na przebicie”. in Problemy remontowe w budownictwie ogólnym i obiektach zabytkowych, Wrocław, DWE, 2006.
• [13] M.A. Polak and W. Bu. “Design considerations for shear bolts in punching shear retrofit of reinforced concrete slabs”. ACI Structural Journal, vol .110, no. 1, pp. 15-25, January-February, 2013, DOI: 10.14359/51684325.
• [14] EN 1992-1-1:2020-11-16 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules - Rules for buildings, bridges and civil engineering structures, European Committee for Standardization, Brussels, 2020.
• [15] T.S. Urban. “Przebicie w żelbecie. Wybrane zagadnienia”. Zeszyty Naukowe, nr 959, Politechnika Łódzka, Łódz, p. 348, 2005.
• [16] T. Urban and M. Gołdyn. “How to strengthen flat slabs on punching shear - traditionally or innovative, by using fiber composite materials?”. Engineering Structures and Technologies, vol. 11, no. 2, pp. 57-65, 2019, DOI: 10.3846/est.2019.10657.
• [17] T. Urban, M. Sitnicki, and J. Tarka. “Investigation of slab-column connections externally strengthened on punching (Badania połączeń płyta-słup wzmocnionych zewnętrznie na przebicie)”. z. 18, Wydawnictwo Katedry Budownictwa Betonowego WBAiS, Łódź, p. 134, 2003, DOI: 10.34658/kbb.2003.18.
• [18] T. Urban, M. Sitnicki, and J. Tarka. “Wzmacnianie na przebicie płyt żelbetowych z błędnie usytuowanym zbrojeniem”. Inżynieria i Budownictwo, vol. 69, no. 9, pp. 479-483, 2013.
• [19] R.Walkner and M. Spiegl, J. Feix. “Concrete screws as a post-installed punching shear reinforcement”. Structural Concrete, vol. 22, no .3, pp. 709-725, 2021, DOI: 10.1002/suco.202100073.