Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of shear capacity of GFRP reinforced beams without stirrups according to selected design standards

Kaszubska M., Kotynia R.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

689--702

EN

The aim of this paper is a comparative analysis of the experimental test results of twenty T-section beams reinforced with glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars without stirrups with predicted values of the shear capacity according to the following design guidelines: draft Eurocode 2, Japanese JSCE, American ACI 440, Italian CNR- DT-203/2006, British BS according to fib Bulletin 40, Canadian CSA-S806-12 and ISIS-M03-07. Standard procedures for FRP reinforced beams based on traditional steel reinforced concrete guidelines. The longitudinal FRP reinforcement has been taken into account by its stiffness reduction related to the steel reinforcement. A basis of this modification is the assumption that the FRP-to-concrete bond behaviour is the same as it is for steel reinforcement. To assess the compatibility of predicted values (Vcal) with the experimental shear forces (Vtest) the safety coefficient η = Vtest/ Vcal was used. The results corresponding to values η < 1 indicates overestimation of the shear capacity, but η > 1 means that shear load capacity is underestimated. The most conservative results of the calculated shear capacity are obtained from the ACI 440 standard. In contrast to them the best compatibility of the calculated shear values to the experimental ones indicated British BS standard, fib Bulletin 40 and Canadian CSA-S806-12 standard.

PL

Obecnie w sektorze budowlanym duży nacisk jest kładziony na trwałość i niskie koszty utrzymania nowych konstrukcji wykonanych z betonu. Materiałami, które wpisują się w tę ideę są kompozyty polimerowe (FRP). Konstrukcje betonowe zbrojone prętami kompozytowymi są odporne na korozję, co zapewnia im większą trwałość w czasie eksploatacji. Coraz szersze zastosowanie zbrojenia kompozytowego w badaniach oraz rzeczywistych aplikacjach w powstających konstrukcjach wymaga wprowadzenia odpowiednich procedur normowych, które rozwijane są na bazie wytycznych dla konstrukcji żelbetowych. Procedury projektowe dla elementów zbrojonych prętami FRP uwzględniają redukcję sztywności w zbrojeniu kompozytowym w porównaniu do zbrojenia stalowego. Podstawą tej modyfikacji jest założenie, że przyczepność zbrojenia FRP do betonu jest taka sama jak stali. Nośność na ścinanie w większości przypadków jest zatem obliczana zgodnie z zasadami jak dla elementów żelbetowych z uwzględnieniem różnic w wartości modułu sprężystości zbrojenia FRP i stali. Analiza wybranych procedur normowych została przeprowadzona na 16 jednoprzęsłowych, wolnopodpartych belkach teowych o rozpiętości 1,8 m, poddanych obciążeniu siłą skupioną. Smukłość ścinania (a/d) wynosiła około 3.0. Belki zbrojono podłużnymi prętami GFRP o średnicach 12 mm, 16 mm i 18 mm. Pręty wykonano jako proste i zakotwiono w stalowych skrzynkach wypełnionych zaprawą klejową. Zbrojenie górne złożone było z dwóch prętów prostych o średnicy 10 mm. Na całej odległości badanej strefy przypodporowej nie zastosowano zbrojenia poprzecznego, podczas gdy przeciwległą strefę zabezpieczono przed zniszczeniem na ścinanie poprzez zastosowanie silnego zbrojenia poprzecznego które stanowiły stalowe strzemiona z prętów o nominalnej średnicy 8 mm w rozstawie 130 mm i 150 mm oraz stalowe pręty odgięte o średnicy 14 mm. Belki wykonano z gotowej mieszanki betonowej dostarczonej z lokalnej wytwórni betonu. Maksymalna średnica zastosowanego kruszywa wynosiła 8 mm. Średni moduł sprężystości uzyskany w badaniach prętów GFRP był równy 50.5 GPa (COV=1.6%) zaś maksymalna wytrzymałość na rozciąganie wynosiła 1071 MPa (COV=11.6%). Belki oparto na przegubowych podporach, z których jedna, położona po stronie badanego odcinka ścinania była przesuwna. Wszystkie elementy zostały zniszczone w sposób ścinająco – rozciągający. Pierwsza rysa od zginania pojawiała się w środkowej części belki. Następnie wraz ze wzrostem obciążenia rozwijały się rysy od zginania, a w strefie podporowej pojawiała się rysa ukośna.

2

Doświadczalne badania na ścinanie belek z podłużnym zbrojeniem GFRP, bez zbrojenia poprzecznego

Kotynia R., Kaszubska M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2018

|

R. 74, nr 5

262--266

PL

Przedstawiono mechanizmy zniszczenia belek na ścinanie. Celem badań było określenie wpływu zbrojenia podłużnego na nośność na ścinanie oraz odkształcalność belek. Program obejmował siedem belek o przekroju teowym. Zastosowano trzy stopnie zbrojenia belek: 1,0; 1,4 oraz 1,8%. Do analizy rozwoju zarysowania zastosowano system cyfrowej korelacji obrazów.

EN

Mechanisms of shear failure are presented in the paper. The aim of the research was to investigate the influence of longitudinal reinforcement on the shear capacity and beams deformability. The test program consisted of seven T-section beams. Three reinforcement ratios were applied: 1.0; 1.4 and 1.8%. The digital image correlation system was used to analyse crack development.

3

Analiza nośności belki żelbetowej na ścinanie według PN-EN 1992-1-1:2008 i Model Code 2010

Kotynia R., Szczech D., Kaszubska M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2018

|

R. 74, nr 3

158--161

PL

Porównano obliczanie nośności na ścinanie według Eurokodu 2 oraz Model Code 2010. Zamieszczono przykład obliczeń dwuprzęsłowej belki żelbetowej. Analiza wyników zbrojenia poprzecznego potwierdziła dużą zgodność EC2 z wynikami MC2010 w przypadku II poziomu przybliżenia. Udział betonu w nośności na ścinanie uwzględniony w III PP MC2010 sprawia, że nośność według tej metody jest większa niż według EC2.

EN

The paper presents a comparison of design principles for calculation of the shear capacity according to Eurocode 2 and the Model Code 2010 with a design example for a double span reinforced concrete beam. Analysis of shear reinforcement confirmed the high compatibility of EC2 with MC2010 results for II level of approximation. Consideration of concrete contribution in the shear capacity according to II LoA MC2010 gave the higher shear strength of the beam than that based on the EC2.

4

Influence of bond behaviour of flexural GFRP reinforcement on failure mechanisms in beams without stirrups

Kaszubska M., Kotynia R.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 4/II

269--283

EN

The aim of the paper is to investigate the shear failure mechanisms in T-shape, single span and simply supported beams exclusively reinforced with longitudinal glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars. Usually the critical shear crack in RC beams without stirrups develops through the theoretical compression strut reducing the shear strength following the shear failure. The main parameter affecting the crack pattern and the shear strength of the beams is the shear slenderness. However, the test results presented in the paper indicated the new arching effect due to the bond losing between the GFRP flexural reinforcement and concrete. This failure mode revealed unexpected critical crack pattern and failure mode. The research of concrete beams flexurally reinforced with GFRP bars without stirrups indicated two failure modes: typical shear-compression and a new one leading by the bond losing between the ordinary reinforcement and concrete.

PL

Zjawisko przyczepności zapewnia w zginanych elementach żelbetowych na przekazanie naprężeń rozciągających z betonu na zbrojenie podłużne. Powstanie rysy powoduje obniżenie naprężeń rozciągających w jej bliskim sąsiedztwie, stąd pojawienie się kolejnej rysy możliwe jest tylko w pewnej odległości od rysy już istniejącej (z j. angielskiego „primary crack”). Zwykle w elementach zginanych bez zbrojenia poprzecznego na odcinku ścinania, rysy ukośne rozwijają się w miarę wzrostu obciążenia wzdłuż całej długości odcinka ścinania, a w końcowym etapie ukośna rysa niszcząca rozwija się wzdłuż teoretycznego krzyżulca ściskanego i zaburza bezpośrednie przekazywanie siły ściskającej na podporę. Podstawowym parametrem wpływającym na sposób rozwoju tej rysy poprzez teoretyczny krzyżulec ściskany jest smukłość ścinania (a/d). Badania Leonhardta i Walthera prowadzone na belkach ze zbrojeniem gładkim wykazały istotny wpływ przyczepności zbrojenia podłużnego do betonu na położenie rysy krytycznej oraz na ostateczny mechanizm niszczenia (nietypowy dla elementów żelbetowych z podłużnym zbrojeniem żebrowanym o dobrej przyczepności do betonu). Leonhardt i Walther badali belki o smukłości ścinania 2,77, o tym samym przekroju i stopniu zbrojenia na zginanie, bez zbrojenia poprzecznego, różniące się jedynie typem podłużnego zbrojenia stalowego. Belki zbrojone prętami gładkimi uzyskały zaskakująco wysoką nośność na ścinanie (o 72% wyższą) niż belki ze zbrojeniem żebrowanym. Wyjaśnienie tej różnicy w nośności i zarysowaniu obu belek należy upatrywać w rozwoju rysy krytycznej, która w belkach ze zbrojeniem żebrowanym przecięła teoretyczny krzyżulec ściskany, zmniejszając tym samym zdolność bezpośredniego przekazania siły na podporę. Natomiast w elemencie zbrojonym stalą gładką, na krótko po zarysowaniu na zginanie, doszło do utraty przyczepności zbrojenia podłużnego do betonu. W ten sposób po utracie przyczepności całego zbrojenia rozciąganego dobrze zakotwionego na podporach ukształtował się belce mechanizm łukowo-ściągowy. Wyniki badań Leonhardta i Walthera zainspirowały autorki do podobnej analizy wpływu przyczepności w prezentowanych w pracy badaniach własnych. Przedstawione elementy były częścią szerszego programu badawczego, jednak do niniejszej analizy wybrano jedynie 12 elementów o przekroju teowym (beff=400 mm, bw=150 mm, hf=60 mm, htot= 400 mm) i rozpiętości w osiach podpór 1800 mm, które uległy zniszczeniu ścinająco-ściskającemu oraz zniszczeniu związanemu z utratą przyczepności. Belki obciążano siłą skupioną położoną w odległości 1100 mm od osi podpory, co przekładało się na smukłość ścinania od 2,90 do 3,09 (w zależności od wysokości użytecznej zmiennej z uwagi na położenie zbrojenia podłużnego). Główne zbrojenie wykonano z prostych odcinków prętów GFRP o średnicach 12 mm i 18 mm. Wszystkie pręty zakotwiono w stalowych skrzynkach wypełnionych zaprawą klejową. Zbrojenie górne stanowiły dwa pręty GFRP o średnicy 10 mm połączone krótkimi poprzecznymi prętami o średnicy 6 mm, ułożonymi w półce przekroju teowego w rozstawie 210 mm. Przeciwległą strefę przypodporową belki zabezpieczono przed zniszczeniem na ścinanie poprzez zastosowanie silnego zbrojenia poprzecznego, które stanowiły stalowe strzemiona z prętów o średnicy 8 mm oraz stalowe pręty odgięte o średnicy 14 mm.

5

Analityczna metoda oznaczania krzemoorganicznych związków chemicznych z wykorzystaniem chromatografii gazowej GC/FID

Kaszubska M.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Politechnika Opolska

|

2017

|

nr 364, z. 10

39--42

EN

This paper presents the characteristics of organosilicon chemical compounds occurring in the biogas. Article shows the dangers of energy-targeted use of biogas contaminated by these substances. As part of the research has been developed program, parameters of the chromatographic analyzes and prepared calibration curves for selected siloxanes.

6

Nośność na ścinanie betonowych belek z niemetalicznym zbrojeniem podłużnym bez zbrojenia poprzecznego w świetle wybranych procedur normowych

Kotynia R., Kaszubska M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2017

|

R. 73, nr 9

463--467

PL

Celem pracy jest omówienie wybranych znormalizowanych procedur obliczania nośności ścinania elementów bez zbrojenia poprzecznego, z niemetalicznym zbrojeniem podłużnym. Na podstawie bazy wyników obcych badań belek zbrojonych prętami szklanymi i węglowymi obliczono ich nośność na ścinanie według norm: japońskiej (JSCE), włoskiej (CNR), amerykańskiej (ACI), brytyjskiej (BS) według fib Bulettin 40, projektu normy europejskiej (CEN) oraz wytycznych kanadyjskich (CSA i ISIS), a także porównano wyniki obliczeń z doświadczalnymi siłami niszczącymi.

EN

The aim of the paper is to discuss selected design standards for calculation of the shear capacity of concrete members reinforced with nonmetallic reinforcement without transverse reinforcement. Based on the test data base of concrete beams reinforced with glass and carbon reinforcement the design shear strength was calculated according to the Japanese (JSCE), Italian (CNR), American (ACI), British (BS), European (CEN) and Canadian (CSA and ISIS) standards and compared with the experimental shear strength.

7

O wpływie niemetalicznego zbrojenia głównego na mechanizm niszczenia i nośność ścinania betonowych belek bez zbrojenia poprzecznego

Kotynia R., Kaszubska M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 3/I

247--258

PL

W pracy przedstawiono wyniki doświadczalnych badań belek bez zbrojenia poprzecznego zbrojonych na zginanie prętami wykonanymi z włókien szklanych. Celem badań była analiza zachowania się belek pod obciążeniem wraz z określeniem wpływu intensywności tego zbrojenia na sposób niszczenia i nośność ścinania. Do analizy odkształcalności i rozwoju zarysowania elementów badawczych użyto systemu cyfrowej korelacji obrazu ARAMIS. Korzystając z kinetycznego modelu ścinania opisano proces niszczenia belek oraz określono położenie i nachylenie ukośnych rys niszczących. Badania wykazały, że niszczące naprężenia ścinające rosną wraz ze wzrostem stopnia zbrojenia głównego, przy czym wpływ liczby prętów i ich średnicy - w ramach grupy belek o jednakowym stopniu zbrojenia - na ogół nie był istotny, większe znacznie miała liczba warstw prętów, zwłaszcza przy najwyższym stopniu zbrojenia.

EN

The paper presents experimental test results of concrete beams with longitudinal GFRP reinforcement without transversal reinforcement. The aim of the test was analysis of the beams’ behavior under loading and influence of the flexural reinforcement on the failure mechanism and the shear capacity. For analysis of the beams’ deformability the digital image correlation system ARAMIS was used. Based on kinematic shear model the process of failure was described in details with location of the critical shear crack and its inclination. Test results indicated that the ultimate shear stress increases with increase in the flexural reinforcement ratio, while the shear stress is not affected by a number of the bars and their diameter. Much more affected was a number of the reinforcement levels, especially in the beam with the highest longitudinal reinforcement ratio.

8

Nośność na ścinanie belek betonowych zbrojonych prętami kompozytowymi bez zbrojenia poprzecznego w świetle badań obcych

Kotynia R., Kaszubska M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2016

|

R. 72, nr 12

663--667

PL

Na podstawie wyników badań obcych obejmujących 203 belki zbrojone prętami szklanymi, węglowymi, aramidowymi oraz stalowymi, przeanalizowano wpływ parametrów zmiennych na mechanizm niszczenia oraz nośność belek na ścinanie. W analizie wzięto pod uwagę smukłość ścinania, rodzaj zbrojenia podłużnego i jego stopień zbrojenia, wytrzymałość betonu na ściskanie oraz wymiary elementu.

EN

Based on the collected test data base published in the literature consisting of 203 concrete beams reinforced with bars made of glass, carbon, aramid fibers and steel, the authors performed an analysis of an influence of variable parameters on the failure mechanisms of beams and their shear strength. The following investigated parameters were taken into account: shear slenderness, type of longitudinal reinforcement and its percentage of reinforcement, concrete compressive strength and dimensions of the beam.