Problem of delamination in RC beams strengthened by RRP with rheological model of adhesive leyer

• Autorzy: Kula K. , Socha T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ceer-2016-0055

Warianty tytułu

PL

Problem delaminacji w konstrukcjach żelbetowych wzmacnianych taśmami kompozytowymi z uwzględnieniem reologii kleju

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper deals with one of the most dangerous failure modes in layered structures, namely delamination. The strengthening layer is modelled by a solid-shell finite element. The mechanical modelling of delamination onset and propagation is based upon a cohesive zone model implemented into a cohesive element located between adhesive layer and a concrete structure. The long time behavior of epoxy adhesive layer is modelled with the five-parameter rheological model. The numerical simulations are accomplished within the commercial software package Abaqus by the implementation of a user-written finite element and user-written material.

PL

W artykule zaprezentowano jeden z najbardziej niebezpiecznych mechanizmów zniszczenia konstrukcji warstwowych czyli delaminację. Belkę żelbetową wzmocnioną doklejoną taśmą kompozytową rozpatrzono jako układ warstwowy z uwzględnieniem reologii środkowej warstwy czyli spoiny klejowej. Warstwę tę modelowano numerycznie powłokowymi elementami skończonymi. Teoretyczny model powstawania delaminacji i jej propagacji jest oparty o strefę kohezyjną zaimplementowaną w elemencie kohezyjnym umieszczonym pomiędzy warstwą kleju a belką żelbetową. Reologiczne własności kleju epoksydowego opisano przy pomocy modelu pięcioparametrowego. Symulacje numeryczne przygotowano wykorzystując komercyjne oprogramowanie metody elementów skończonych ABAQUS oraz samodzielnie napisany w języku FORTRAN element skończony i materiał reologiczny. Uzyskane wyniki wskazują na znaczący wpływ obciążeń długotrwałych i zjawisk reologicznych na pracę belki żelbetowej wzmocnionej doklejoną taśmą kompozytową.

Słowa kluczowe

EN

delamination; FRP; concrete; cohesive element; solid-shell element; rheological model of epoxy

PL

Abaqus; CFRP; beton; stal; kompozyty; konstrukcje warstwowe; pełzanie; reologia; wzmacnianie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2016
• Tom: No. 23(4)
• Strony: 103--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Kula K.

• University of Zielona Gora, Faculty of Building, Architecture and Environmental Engineering, Zielona Góra, Poland

autor

Socha T.

• University of Zielona Gora, Faculty of Building, Architecture and Environmental Engineering, Zielona Góra, Poland

Bibliografia

• 1. ABAQUS Analysis User’s Manual, 2010.
• 2. Choi, K.-K., Taha, M.M.R.: Rheological modeling and finite element simulation of epoxy adhesive creep in FRP-strengthened RC beams, Journal of Adhesion Science and Technology, 27 (2013), 1-13.
• 3. Hashin, Z.: Failure criteria for unidirectional composites, Journal for Applied Mechanics, 47(1980), 329–334.
• 4. Jankowiak, I.: Analysis of RC beams strengthenedby CFRP strips- Experimental and FEA study, Archives of Civil and Mech. Engng, 12 (2012), 376-388.
• 5. Kotynia, R.: Bond between FRP and concrete in reinforced concrete beams strengthened with near surface mounted and externally bonded reinforcement, Construction and Building Materials, 32(2012), 41-54.
• 6. Kula, K., Schlebusch, R., Kuczma, M.: and Zastrau, B., On the delamination problem in fiber reinforced, Advances in the mechanics of inhomogeneous media, ed. by Cz. Woźniak, M. Kuczma, R. Świtka, K. Wilmański .- Zielona Góra 2010, 311—321.
• 7. Mazzoti, C., Savoia, M. and Ferracuti, B:, An experimental study on delamination of FRP plates bonded to concrete, Construction and Building Materials, 22(2008), 1409-1421.
• 8. Schlebusch R.: Theorie und Numerik einer oberflaechenorientierten Schalen-formulierung (PhD thesis), Technische Universitaet Dresden, Dresden, 2005.
• 9. Socha T.: Ocena wpływu obciążeń długotrwałych na naprężenia i odkształcenia w drewnianych belkach z wklejonym zbrojeniem kompozytowym, Maszynopis rozprawy doktorskiej, Uniwersytet Zielonogórski 2005.
• 10. Turon, A.: Camanho, P. P., Costa, J. and Davila, C.G.: An interface damage model for the simulation of delamination under variablemode ratio in composite materials, NASA/TM-2004-213277, 2004.
• 11. Yao, J. and Teng, J.G., Plate end debonding in FRP-plated RC beams-I: Experiments, Engineering Structures, 29, pp. 2457-2471, 2007.