The effectiveness of CFRP materials strengthening of eccentrically compressed reinforced concrete columns

• Autorzy: Trapko T. , Musiał M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ intensywności wzmocnienia podłużnego na nośność elementów żelbetowych mimośrodowo ściskanych wzmacnianych materiałami CFRP

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the investigations of load-bearing capacity of eccentrically compressed reinforced concrete columns strengthened with CFRP strips and sheets are presented. The aim of the conducted researches was to estimate the influence of changeable longitudinal CFRP reinforcement intensity on loadbearing capacity of columns. In the experimental investigations three longitudinal CFRP strengthening intensities were applied - 2.10%, 1.68% and 1.26%. The experimental tests were performed on columns models with cross-section of 200x200 mm and height of 1 500 mm. The investigative members were loaded axially or eccentrically. The eccentric force was exerted in the area of cross-section core (h /12 and h/6 from neutral axis). In the paper the results of experimental studies on load-bearing capacity depending on longitudinal strengthening intensity were presented and discussed. The failure mechanisms were described. The values of failure force and maximum longitudinal strain were given. The application of longitudinal CFRP strips (as external composite strengthening) causes the increase of column rigidity. Additional transverse strengthening implies delay in debonding the strips from concrete. The interaction of both CFRP materials entails the reduction of strains increase velocity which transfers to the increase of load-bearing capacity.

PL

W pracy opisano badania nośności mimośrodowo ściskanych słupów żelbetowych wzmacnianych taśmami i matami CFRP. Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu zmiennej intensywności wzmocnienia podłużnego CFRP na nośność słupów. W badaniach zastosowano trzy intensywności wzmocnienia podłużnego CFRP - 2,10%, 1,68% i 1,26%. W pracy przedstawiono i omówiono wyniki badań nośności granicznej słupów w zależności od intensywności wzmocnienia podłużnego. Opisano mechanizmy zniszczenia oraz podano wartości sił niszczących i maksymalnych odkształceń podłużnych elementów. Zastosowanie podłużnych taśm CFRP, jako zewnętrznego wzmocnienia, powoduje wzrost sztywności słupów. Dodatkowe wzmocnienie poprzeczne powoduje opóźnienie w procesie odspojenia się taśm od betonu. Współpraca obydwu materiałów CFRP powoduje zmniejszenie szybkości przyrostu odkształceń podłużnych, co przekłada się na wzrost nośności słupów.

Słowa kluczowe

EN

CFRP; columns; eccentric compression; strain; strengthening

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, no 1
• Strony: 249--262
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Trapko T.

autor

Musiał M.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 25, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Demers M., Neale K.W.: Strengthening of existing concrete columns with unidirectional composite sheets, Proceedings 4th International Conference on Short and Medium Span Bridges, Montreal, Canada, 1994, pp. 895-905.
• [2] Ignatowski P., Kamińska M.E.: On behaviour of compressed concrete confined with CFRP composites (in Polish), Inżynieria i Budownictwo, 2004, No. 4, pp. 204-208.
• [3] Ignatowski P., Kamińska M.E.: On the effect of confinement of slender reinforcement concrete columns with CFRP composites, International Journal for Restoration, Vol. 10, No. 1, 2004, pp. 73-98.
• [4] Li J., Hadi M.N.S.: Behaviour of externally confined high-strength concrete columns dunder eccentric loading, Composite Structures, No. 62, 2003, pp. 145-153.
• [5] Mirmiran A., Shahawy M.: Behaviour of concrete columns confined by fibre composites, Journal of Structural Engineering, Vol. 123, No. 5, May 1997, pp. 583-590.
• [6] Kamiński M., Trapko T.: Experimental behaviour of reinforced concrete column models strengthened by CFRP materials, Journal of Civil Engineering and Management, Vol. 12, No. 2, 2006, pp. 109-115.
• [7] Kamiński M., Trapko T.: On effective use of CFRP as strengthening reinforcement of eccentric compressed RC column (in Polish), Inżynieria i Budownictwo, 2006, No. 1, pp. 39-43.
• [8] Kamiński M., Trapko T.: Research methodic on compression of reinforced concrete elements strengthened with CFRP strips and wraps (in Polish), Research on building materiale and engineering structures, Wrocław University of Technology, Wrocław, Poland, 2006, pp. 185-192.
• [9] Kamiński M., Trapko T., Musiał M., Bywalski Cz.: Rheological strains of the compressed concrete elements strengthened with CFRP sheets subjected to cyclically changeable temperature, Proceedings of the 8th international conference on creep, shrinkage and durability mechanics of concrete and concrete structures, Ise-Shima, Japan, Vol. 1, 2008, pp. 775-780.
• [10] Kamiński M., Trapko T., Musiał M., Bywalski Cz.: The influence of longitudinal CFRP strips on the load-bearing capacity of RC columns, Proceedings of the 4th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering CICE 2008, Zurich, Switzerland, 2008, on CD, Paper No. 3.A.2.
• [11] Kamiński M., Trapko T., Musiał M., Bywalski Cz.: Calculation of load-bearing capacity of RC columns strengthened with CFRP materials, Proceedings of the 4th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering CICE 2008 Zurich, Switzerland, 2008, on CD, Paper No. 2.A.1.
• [12] Kamiński M., Trapko T., Musiał M.: Rheological strains of the compressed concrete elements strengthened by CFRP materials, Proceedings of the 8th International Symposium on Fiber-Reinforced Polymer Reinforcement for Concrete Structures, Patras, Greece, 2007, on CD, Paper No. 6-28.
• [13] Łagoda M.: Externally bonded reinforcement in bridge strengthening (in Polish), Cracow University of Technology, Cracow, Poland, 2005.
• [14] Polish Standard PN-B-03264:2002. Plain, reinforced and prestressed concrete structures. Analysis and structural design (in Polish).
• [15] Rochette P., Labossière P.: Axial testing of rectangular column models confined with composites, Journal of Composites for Construction, Vol. 4, No. 3, 2000, pp. 129-136.
• [16] Trapko T., Musiał M., Trapko W.: The influence of transverse CFRP strengthening on rheological strains of compressed concrete elements, Proceedings of the Second Asia-Pacific Conference on FRP in Structures APFIS 2009, Seoul, Korea, 2009, pp. 487-492.
• [17] Trapko T., Musiał M., Kamiński M.: Strains of eccentrically compressed RC columns strengthened with CFRP materials, Proceedings of the Second Asia-Pacific Conference on FRP in Structures APFIS 2009, Seoul, Korea, 2009, pp. 279-284.
• [18] Trapko T.: Load capacity of RC columns strengthening with CFRP strips and wraps (In Polish), PhD. dissertation, Wrocław University of Technology, Wrocław, Poland, 2004.