Analiza ugięć i zarysowania betonowych belek ze zbrojeniem niemetalicznym

• Autorzy: Kosior-Kazberuk M. , Wasilczyk R.

Warianty tytułu

EN

Analysis of deflection and cracking of concrete beams with non-metallic reinforcement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy analizowano zachowanie się modelowych belek z betonu, zbrojonych prętami bazaltowymi (BFRP), w warunkach trójpunktowego zginania. Badano parametry wytrzymałościowe prętów BFRP. Określono nośność belek na zginanie, odkształcenia betonu i ugięcie. Otrzymane wyniki porównano z wynikami obliczeń ugięcia na podstawie standardu ACI 440:1R-06. Zarysowanie belek pod wpływem obciążenia analizowano przy wykorzystaniu optycznego systemu pomiarowego Aramis 5M. Ze względu na charakterystykę wytrzymałościową prętów kompozytowych, belki zbrojone nimi wykazywały znaczące odkształcenia wywołane rozciąganiem, co skutkowało rozwojem rys o znacznej szerokości. Obserwowano liniową zależność ugięcia belki modelowej od obciążenia. Stwierdzono, że procedura obliczeniowa ACI 440:1R-06 pozwala na dokładne określenie ugięć belek zbrojonych prętami bazaltowymi przy obciążeniach krótkotrwałych.

EN

The behaviour of model beams made of concrete with basalt reinforcing bars (BFRP) in three-point bending test was analysed. The strength parameters of BFRP bars were tested. The bending capacity, deformation of concrete and beam deflection were determined. The obtained results were compared with the results of the deflection calculation based on the ACI 440: 1R-06 standard. Crack propagation in the model beams under load was analysed using the Aramis 5M optical measuring system. Due to the strength characteristics of the composite reinforcing bars, the beams exhibited significant tensile strains, which resulted in the development of cracks of considerable width. A linear dependence of the model beam deflection versus load was observed. It has been found that the ACI 440: 1R-06 calculation procedure allows to determine deflections of beams reinforced with BFRP bars under short-term load.

Słowa kluczowe

PL

pręt BFRP; belka zbrojona; ugięcie; zarysowanie

EN

BFRP rod; reinforced beam; deflection; scratch

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Budownictwo i Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 8, no. 4
• Strony: 173--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kosior-Kazberuk M.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45 A, 15-351 Białystok

autor

Wasilczyk R.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45 A, 15-351 Białystok

Bibliografia

• ACI 440.1R-06 (2006). Guide for the design and construction of concrete reinforced with FRP bars. ACI Committee 440. American Concrete Institute, USA.
• ACI 440.3R-04 (2004). A. Guide test methods for fiberreinforced polymers (FRPs) for reinforcing or strengthening concrete structures. ACI Committee 440. American Concrete Institute, USA.
• ASTM D7205M/D7205M-06 (2016). Standard Test Method for Tensile Properties of Fiber Reinforced Polymer Matrix Composite Bars. Subcommittee: D30.10. ASTM International, USA.
• Artemenko S.E. (2003). Polymer composite materials made from carbon, basalt and glass fibers. Structure and properties. Fiber Chemistry, Vol. 35, 226-229.
• Banibayat P., Patnaik A. (2014). Variability of mechanical properties of basalt fiber reinforced polymer bars manufactured by wet-layup method. Materials and Design, Vol. 56, 898–906.
• Bank L.C. (2006) Composites for Construction: Structural design with FRP materials. Wyd. 1. John Willey and Sons LTD., 560.
• Borhan T.M. (2012). Properties of glass concrete reinforced with short basalt fibre. Materials and Design, Vol. 42, 265-271.
• Branston J, Das S., Kenno S., Taylor C. (2016). Mechanical behaviour of basalt fibre reinforced concrete. Construction and Building Materials, Vol. 124, 878-886.
• Elgabbas F., Ahmed E., Benmokrane B. (2015). Physical and mechanical characteristics of new basalt-FRP bars for reinforcing concrete structures. Construction and Building Materials, Vol. 95, 623-635.
• EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości (2018). Pobrano z lokalizacji http://epstal.pl, (25.02.2018).
• Fiore V., Di Bella G., Valenza A. (2011). Glass-basalt epoxy hybrid composites for marine applications. Material Design, Vol. 32, 2091-2099.
• Godycki-Ćwirko T. (1982). Mechanika betonu. Wydawnictwo Arkady, Warszawa, 344.
• Inmana M., Thorhallssonb M.R., Azraguea K. (2017). A mechanical and environmental assessment and comparison of basalt fibre reinforced polymer (BFRP) rebar and steel rebar in concrete beams. Energy Procedia, Vol. 111, 31-40.
• High C., Seliem H.M., El-Safty A., Rizkalla S.H. (2015). Use of basalt fibers for concrete structures. Construction and Building materials, Vol. 96, 37-46.
• Kabay N. (2014). Abrasion resistance and fracture energy f concretes with basalt fiber. Construction and Building Materials, Vol. 50, 95-101.
• Sim J., Park C., Moon D. (2005). Characteristics of basalt fiber as a strengthening material for concrete structures Composites, Part B. Engineering, Vol. 36, 504-512.
• Selejdak J., Brózda K. (2016). Zastosowanie kompozytów w budownictwie zrównoważonym, w: Wybrane zagadnienia inżynierii środowiska w budownictwie. Wydawnictwo PZITB Oddział Opole, Opole.
• Szarliński J., Winnincki A., Podleś K. (2002). Konstrukcje z betonu w płaskich stanach. Komputerowe wspomaganie analizy i projektowania. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 208.
• Urbański M., Łapko A., Garbacz A. (2013). Investigation on concrete beams reinforced with basalt rebars as an effective alternative of conventional R/C structures. Procedia Engineering, Vol. 57, 1183-1191.
• Urbański M. (2017). Ocena stanów naprężenia i odkształcenia w belkach z betonu zbrojonego prętami z włókien bazaltowych. Rozprawa doktorska. Politechnika Warszawska. Wydział Inżynierii Lądowej. Warszawa, 283.
• Wei B., Cao H., Song S. (2010) Environmental resistance and mechanical performance of basalt and glass fibers. Materials Science and Engineering A, 527, 4708-4715.