Analiza nośności na zginanie belki zbrojonej prętami GFRP na podstawie amerykańskich i włoskich zaleceń projektowych

• Autorzy: Brózda K. , Selejdak J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.28

Warianty tytułu

EN

Analysis of the flexure strenght of GFRP - reinforced beam based on American and Italian design recommendations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W opracowaniu omówiono wybrane właściwości kompozytowych prętów FRP (Fiber Reinforced Polymer) stosowanych do zbrojenia zginanych belek betonowych. Przedstawiono korzyści wynikające z zastosowania tego typu prętów jako zbrojenia głównego zginanych elementów oraz zaprezentowano możliwości ich zastosowania. Przeanalizowano również dostępne zalecenia dotyczące projektowania elementów zbrojonych prętami FRP oraz założenia jakie należy uwzględnić podczas procedury obliczeniowej. Wymieniono możliwe do wystąpienia mechanizmy zniszczenia zginanych belek betonowych zbrojonych prętami FRP oraz podano ich ogólną charakterystykę. Analizie poddano również procedury do wymiarowania kompozytowego zbrojenia FRP w belkach zginanych wg zbiorów zaleceń amerykańskich ACI 440.1R-06, 2006 oraz włoskich CNR-DT 203/2006. Wykonano analizę obliczeniową na podstawie zaleceń zawartych w obu zagranicznych normach tj. ACI oraz CNR-DT. W wyniku danej analizy określono różnice w otrzymanych nośnościach na zginanie dla belki betonowej zbrojonej prętami wzmocnionymi włóknem szklanym GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymers). Podczas obliczeń uwzględniono współczynnik redukujący nośność na zginanie, zależny od mechanizmu zniszczenia elementu. W oparciu o uzyskane wyniki wykazano, że dany współczynnik zapewnia bardzo duży zapas nośności. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że różnica pomiędzy wynikami uzyskanymi w drodze obliczeń przy zastosowaniu się do obu zaleceń projektowych była nie większa niż 8%. Natomiast po uwzględnieniu współczynnika redukującego nośność zmniejszyła się o 35%, co w sumie zwiększyło różnicę do około 40%.

EN

In this paper the selected properties of FRP bars (Fiber Reinforced Polymer) applicable to flexural reinforced concrete members were discussed. The benefits of using this type of bars as a main reinforcement of flexural members and the possibilities of their application were presented. The available recommendations and instructions for the design of flexural members reinforced with FRP bars and assumptions of the calculation procedure were analyzed. The possible failure modes of FRP reinforced concrete and their general characteristics were presented. The design procedures of members reinforced with FRP bars according to the recommendations of the American ACI 440.1R-06, 2006 and the Italian CNR-DT 203/2006 were analyzed and compared. Analysis based on the recommendations included in the ACI and CNR-DT was performed. As a result, the differences of moment resistance of beam reinforced with GFRP bars (Glass Fiber Reinforced Polymers) were determined. During calculations the strength reduction factor depending on the failure modes was considered. It was found that the factor provides a large capacity reserve. In the present case the difference between the obtained by calculation results were not greater than 8%. However, after considered the strength reduction factor, the moment capacity was reduced by 35%, which increased a total difference to about 40%.

Słowa kluczowe

PL

pręt GFRP; nośność na zginanie; belka swobodnie podparta; zbrojenie kompozytowe; zalecenia projektowe

EN

GFRP rebar; flexure strength; simply supported beam; FRP-reinforced concrete; design recommendations

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 1
• Strony: 297--304
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab.

Twórcy

autor

Brózda K.

• Politechnika Częstochowa, Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich, ul. Akademicka 3, 42-200 Częstochowa; tel. [phone]

autor

Selejdak J.

• Politechnika Częstochowa, Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich, ul. Akademicka 3, 42-200 Częstochowa; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Drzazga M., Kamiński M.: Pręty kompozytowe FRP jako główne zbrojenie zginanych elementów betonowych – przegląd zaleceń i efektywność projektowania, Przegląd budowlany, nr 3, 2015, s. 22-28.
• [2] Szumigała M., Pawłowski D.: Zastosowanie kompozytowych prętów zbrojeniowych w konstrukcjach budowlanych, Przegląd budowlany, nr 3, 2014, s. 47-50.
• [3] Bywalski C., Drzazga M., Kamiński M.: Zbrojenie GFRP w zginanych elementach betonowych, Materiały budowlane, nr 6, 2015, s. 68-69.
• [4] Baszkiewicz K., Selejdak J.: Zastosowanie wybranych materiałów kompozytowych w konstrukcjach mostowych, w: Wybrane interdyscyplinarne zagadnienia budownictwa. Monografie Wydziału Inżynierii Lądowej, Warszawa 2015.
• [5] Selejdak J., Brózda K.: Zastosowanie kompozytów w budownictwie zrównoważonym, w: Wybrane zagadnienia inżynierii środowiska w budownictwie. Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa, Oddział Opole, Opole 2016.
• [6] http://fiberline.com/ {dostęp 20.04.2015 r.}.
• [7] http://www.metalsklad.com.pl/download/ katalog.pdf {dostęp 03.12.2015 r.}.
• [8] Rejment M., Trapko T.: Pręty kompozytowe do zbrojenia betonu, Materiały budowlane, nr 3, 2014, s. 46-47.
• [9] ACI 440.1R-06 Guide for the design and construction of concrete reinforced with FRP bars.
• [10] CSA-S806-02 (2002) Design and Construction of Building Components with Fibre Reinforced Polymers.
• [11] CNR-DT 203/2006 Guide for the Design and Construction of Concrete Structures Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer Bars.
• [12] JSCE (1997) Recommendation for Design and Construction of Concrete Structures Using Continuous Fiber Reinforcing Materials.
• [13] Bywalski C., Drzazga M., Kamiński M.: Obliczanie zginanych elementach zbrojonych prętami FRP, Materiały budowlane, nr 6, 2014, s. 72-73.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)