EBR FRP strengthening of RC structures - proposal of design approach tailored for polish reality

• Autorzy: Górski M. , Krzywoń R.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Technique of strengthening with FRP products has been utilized for almost 20 years. Since that time, several countries prepared national standards regulating design of FRP [1, 2, 3]. Poland is still one of the countries where that kind of dokument has not been prepared yet. The only document proposing requirements for application of external, glued strengthening of bridges was published by Łagoda in 2002 [4]. The authors intention for this paper is to make an effort of systematization the designing rules of RC elements strengthened with FRP, adjusted to the Polish design practice. It is focused on real situation showing the problem of the strengthenings of cracked and retrofitted concrete, proposed guidelines refer also to problem of strengthenings’ effectiveness in different environmental conditions. Guidelines presented below, based on the actual scientific state of art and code, were prepared mainly to provide to Polish engineers a coherent and user-friendly tool, but also to give a foundation for wider discussion on necessity of regulation of this issue in Poland.

PL

Technika wzmocnień konstrukcji FRP wykorzystywana jest od niemal 20 lat. W tym czasie w niektórych krajach powstały normatywy regulujące projektowanie tych wzmocnień [1, 2, 3]. Polska jest wciąż jednym z państw, w których nie opracowano takiego dokumentu. Jedynym opracowaniem zawierającym wytyczne do projektowania zewnętrznych, klejonych wzmocnień mostów jest praca Łagody z 2002 [4]. Artykuł stanowi próbę usystematyzowania zasad projektowania wzmocnień konstrukcji żelbetowych nakładkami z kompozytów FRP dla potrzeb polskiej praktyki projektowej. Intencją autorów było opracowanie procedur odzwierciedlających rzeczywiste warunki pracy wzmocnień elementów zarysowanych i naprawianych, dlatego przedstawione wytyczne wskazują również zagrożenia wynikające z wpływu środowiska na pracę wzmocnień. Przedstawione niżej wytyczne były budowane przede wszystkim w taki sposób by dostarczyć polskiemu projektantowi spójne i przyjazne narzędzie pracy, ale także po to by stworzyć podstawę do szerszej dyskusji o konieczności uregulowania tej kwestii w Polsce.

Słowa kluczowe

EN

externally bonded reinforcement; EBR; fibre reinforced polymer; FRP; design procedure; reinforced concrete; strengthening

PL

EBR; FRP; procedura projektowa; wzmocnienia konstrukcji żelbetowych; naprężenia

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 2, no. 3
• Strony: 31--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Górski M.

autor

Krzywoń R.

• Faculty of Civil Engineering, The Silesian University of Technology, Akademicka 5, 44-100 Gliwice, Poland,

Bibliografia

• [1] ACI 440.2R-02 Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures
• [2] Vornorn SN 505 166 Klebebewehrungen (Externally bonded reinforcement), SIA 166:2004 Bauwesen, SIA Zürich 2004 (in German)
• [3] CNR-DT 200/2004, Istruzioni per la Progettazione, l'Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l'utilizzo di Compositi Fibrorinforzati (Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening existing structures), 2004 (in Italian)
• [4] Łagoda M.; Zalecenia dotyczące wzmacniania konstrukcji mostowych przez przyklejanie zbrojenia zewnętrznego (Recommendations concerning strengthening of bridges with the use of external glued reinforcement), IBDIM, Warszawa, 2002 (in Polish)
• [5] Górski M., Krzywoń R., Hulimka J., Ajdukiewicz A., Majewski S.; Opracowanie zasad obliczania wzmocnień konstrukcji betonowych za pomocą mat z włókien węglowych (Formulating of design principles of RC structures strengthening with use of CFRP mates.). Final report on research project no. 7 T07E 01118, Gliwice, 2002 (in Polish)
• [6] Górski M.; Strengthening of R.C. members with CFRP laminates. Proceedings of the 5th International PhD Symposium in Civil Engineering, Delft, Netherlands 2004 A.A. Balkema Publishers, Vol.I, p.191-198
• [7] Górski M., Krzywoń R.; Research and Design Method of CFRP Strengthened RC Members Subjected to Torsion, Proceedings of the 2nd fib Congress, June 5-8, 2006, Naples, Italy Vol. 2, p.146-147 (full paper on the CD - ID 10-66)
• [8] Górski M.; Doświadczalno-teoretyczne podstawy wzmacniania elementów żelbetowych poddanych zginaniu, ścinaniu i skręcaniu, z zastosowaniem nakładek zbrojonych włóknami węglowymi (Experimental and theoretical foundation of the strengthening of RC structures subjected to flexure, shear forces and torsion, with use of CFRP EBR), PhD Dissertation. Silesian University of Technology, Gliwice 2005 (in Polish)
• [9] Górski M., Krzywoń R.; Modelowanie numeryczne elementów wzmocnionych nakładkami FRP (Numerical modeling of members strengthened with FRP EBR), II Konferencja Naukowo-Techniczna Materiały Kompozytowe w Budownictwie Mostowym, May 2006, Łódź, Poland (in Polish)
• [10] PN-B-03264 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone (Polish Code PN-B-03264 Concrete, reinforced concrete and prestressed structures), 2002 (in Polish)
• [11] EN 1992-1-1 - Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for Buildings, 2008
• [12] Triafantafillou T. et al.; fib Bulletin 14, Externally bonded FRP reinforcement for RC structures, fib, July 2001
• [13] Oehlers D.J., Seracino R., Smith A.T.; Design Guideline for RC structures retrofitted with FRP and metal plates: beams and slabs. Draft 3, Standards Australia 2006
• [14] Ye L.P. Lu X.Z. Chen J.F.; Design proposal for the debonding strengths of FRP strengthened RC beams in the Chinese Design Code, Proceedings of International Symposium on Bond Behaviour of FRP in Structures (BBFS 2005), December 7-9 Hong Kong, China, p.45-54
• [15] Górski M., Krzywoń R.; Obliczanie wzmacniania taśmami i matami węglowymi - stany użytkowe, stany zniszczenia - algorytmy obliczeniowe. Naprawy i wzmocnienia konstrukcji żelbetowych (Design of FRP strengthenings - Service Limit States, Ultimate Limit States - design algorithms.), Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji Budowlanych 2006, Szczyrk, Poland, March 2006, Vol. I, p.255-286 (in Polish)
• [16] Górski M., Krzywoń R.; Uproszczony model projektowania zginanych belek żelbetowych wzmocnionych nakładkami FRP (Simplified desigining method of RC beams strengthened with externally boneded FRP reinforcement). Problemy naukowo-badawcze budownictwa, Tom II: Konstrukcje budowlane i inżynierskie. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 2007, p.55-62 (in Polish)
• [17] Górski M., Krzywoń R.; Polish standardisation proposal for design procedures of FRP strengthening, FRPRCS-8, Proceedings of the 8th Internal Symposium on Fiber-Reinforced Polymer Rein-
• [18] Teng J.G., Chen J.F., Smith S.T., Lam L.; FRP strengthened RC structures John Willey and Sons Ltd. Chichester England 2002
• [19] Vaz N.F., Aguiar J.B., Camões A.F.; Effect of temperature on the durability of systems for strengthening of concrete structures, Proceedings of the International Congress Ultimate Concrete Opportunities - Repair and Renovation of Concrete Structures, University of Dundee, Scotland, UK, July 2005, p.327-334
• [20] Gamage J., Al Mahaidi R., Wong M.; Bond characteristics of CFRP plated concrete members under elevated temperatures, Composite Structures, 75, Elsevier, 2006, p.199-205