Influence of construction’s loading level on strength and deformability of RC columns strengthened by CFRP

• Autorzy: Khmil R. , Blikharskyy Y. , Vasiliev I.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.131

Warianty tytułu

PL

Wpływ poziomu obciążenia konstrukcji na nośność i odkształcalność żelbetowych słupów wzmocnionych taśmami CFRP

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents results of research of reinforced concrete columns strengthened by CFRP laminate under different load levels. During the building exploitation it is often difficult to completely unload the structure, and in some cases impossible. To simulate this factor before strengthening experimental samples were adjusted to the level of 1/3 and 1/2 of experimentally determined destructive efforts of the unstrengthened column. For more experimental research dates two columns were strengthened without loading. All samples were strengthened by CFRP laminate Sika Carbodur S512 with 25 mm width. The loading was applied with eccentricity e = 150 mm. Comparative analysis was carried out and strengthened effectiveness was determined. The effectiveness of strengthening increases with decreasing loading level on construction but this difference was small during testing.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zbrojonych słupów żelbetowych wzmacnianych za pomocą taśm z włókien węglowych CFRP. Badania były prowadzone dla różnych poziomów obciążenia. Podczas użytkowania budynku bardzo trudno jest całkowicie odciążyć jego konstrukcję na czas remontu, a w niektórych przypadkach nawet niemożliwe. W symulacjach przyjęto współczynnik poziomu naprężeń przed wykonaniem wzmocnienia próbek badawczych dostosowanych do poziomu z 1/3 i 1/2 obciążenia niszczącego, ustalonego na podstawie badań słupów niepoddanych wzmocnieniu. W celu dokładniejszego porównania wyników badań dwa słupy zostały wzmocnione bez wstępnego obciążenia. Wszystkie próbki zostały wzmocnione przez taśmy z tworzywa o strukturze płytkowej CFRP Sika Carbodur S512 o szerokości taśmy 25 mm. Obciążenie przyłożono mimośrodowo. Wartość mimośrodu dla wszystkich próbek e = 150 mm. Przeprowadzona analiza porównawcza potwierdziła skuteczność stosowania wzmocnień elementów za pomocą taśm z włókien węglowych CFRP. Efektywność stosowania wzmocnień w postaci taśm z włókien węglowych wzrasta wraz ze zmniejszaniem się współczynnika poziomu naprężeń przed wykonaniem wzmocnienia konstrukcji. Jednak różnice te okazały się stosunkowo niewielkie.

Słowa kluczowe

EN

reinforced concrete column; strengthening; CFRP tape; load; load level; bearing capacity; deformability

PL

słup żelbetowy; wzmocnienie; taśma CFRP; obciążenie; stopień obciążenia; nośność; odkształcalność

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 4
• Strony: 125--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Khmil R.

• Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine

autor

Blikharskyy Y.

• Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine

autor

Vasiliev I.

• Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine

Bibliografia

• [1] ACI 440.2R-08: Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. Published by American Concrete Institute, Farmington Hills, MI 2008.
• [2] ACI 440.3R: Guide Test Methods for Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) for Reinforcing or Strengthening Concrete Structures. Published by the American Concrete Institute, Farmington Hills, 2004.
• [3] Borisyuk O.P., Konopchuk O.: Calculation of bearing capacity of normal cross sections flexural reinforced concrete elements reinforced with external composite reinforcement for the actions of little cyclic loads. Recommendations – Rivne, NUVGP, 2012.
• [4] Csuka B., Kollár L.P.: Analysis of FRP confined columns under eccentric loading. Composyte Structure, no 94 (3), pp. 1106-1116.
• [5] DAfStb-Richtlinie Vorstand no 414: Verstärken von Betonbauteilen mit geklebter Bewehrung, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton. Tiergarten, Berlin, Deutschland, November 2009.
• [6] Design and use of externally bonded fibre reinforced polymer reinforcement for reinforced (FRP EBR) concrete structures, by 'EBR' working party of FIB TG 9.3, FIB Bulletin no 14, July 2001.
• [7] Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Existing Structures – Materials, RC and PC structures, masonry structures. CNR-DT 200/2004, Italian National Research Council, Rome, Italy 2004.
• [8] Hadi M.N.S., Pham T.M., Lei X.: New method of strengthening reinforced concrete square columns by circularizing and wrapping with fiber-reinforced polymer or steel straps. Journal of Composites for Construction, no 17 (2), 2013, pp. 229-238.
• [9] Kvasha V.G., Melnik I.V., Klimpush M.D.: Experimental research of reinforced concrete bridge beams for TP, vol. 56 reinforced composite tape of carbon fibers CFRP. Collection highways and road construction, Kiev 2001, pp. 267-271.
• [10] Quiertant M., Clement J.-L.: Behavior of RC columns strengthened with different CFRP systems under eccentric loading. Construction and Building Materials, no 25 (2), 2011, pp. 452-460.
• [11] Recommendation for Design and Construction of Concrete Structures Using Continuous Fibre Reinforcing Materials. Japan Society of Civil Engineers (JSCE). CLI31-1, Tokyo 1997.
• [12] Recommendations for Upgrading of Concrete Structures with Use of Continuous Fibers Sheets. Japan Society of Civil Engineers (JSCE). Tokyo 2001.
• [13] Retrofitting of concrete structures by externally bonded FRPs, with emphasis on seismic applications. FIB Bulletin no 35, 2006.
• [14] Réparation et Renforcement des Structures en Béton Au Moyen des Matériaux Composites – Recommandations Provisoires. Bulletin Scientifique et Technique de l'AFGC. Association Française de Génie Civil, 2007.
• [15] Rusinowski P., Täljsten B., Sand B.: Peeling failure at the cut-off end of CFRP strengthened rc beam”s. FRPRCS-9 Sydney, Australia 2009.
• [16] SIA Norm 166, 2 Gesamtentwurf vom November 2001. Klebebewehrungen Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Postfach, CH-8039 Zürich 2001.
• [17] Strengthened technology by composite materials, http://ukr.sika.com.
• [18] Strengthening Reinforced Concrete Structures with Externally Bonded Fibre Reinforced Polymers. ISIS Design Manual no 4, Winnipeg, Canada 2001.
• [19] Technical Specification For Strengthening Concrete Structures with Carbon Fiber Reinforced Polymer Laminate, China Association for Engineering Construction Standardization (CECS 146). Beijing Planning Press, Beijing 2007.
• [20] Trapko W., Trapko T.: Load-bearing capacity of compressed concrete elements subjected to repeated load strengthened with CFRP materials. Journal of Civil Engineering and Management, no 18 (4), 2012, pp. 590-599.
• [21] TR55. Design Guidance for Strengthening Concrete Structures Using Fibre Composite Materials. The Concrete Society, UK 2004.
• [22] TR57. Strengthening Concrete Structures With Fibre Composite Materials: Acceptance. Inspection And Monitoring, The Concrete Society, UK 2003.
• [23] Yazici V., Hadi M.N.S.: Axial load-bending moment diagrams of carbon FRP wrapped hollow core reinforced concrete columns. J. Compos. Constr., no 13 (4), 2009, pp. 262-268.