Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The behaviour of R.C. beams patch-repaired and strengthened with CFRP strips subjected to impact loading

Moyo Pilate, Habimana Philbert, Kabani Matongo

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 7

1--4

EN

This paper presents an experimental investigation of the structural behaviour of reinforced concrete (R.C.) beams, patch-repaired with a cementitious grout and strengthened with carbon fibre reinforced polymer (CFRP) strips subjected to impact loading. The results of this study show that strengthening patch-repaired R.C. beams subjected to impact loading using CFRP plates, restores the load-carrying capacity of the beams. The strengthened beams exhibited ductile behaviour with no debonding between the patch repair and the substrate concrete. The primary failure mode of the strengthened beams was intermediate crack (I.C.) debonding. In addition, the beams with longer patch length exhibited higher flexural strength.

PL

Artykuł przedstawia eksperymentalne badanie zachowania belek żelbetowych, naprawionych miejscowo za pomocą zaprawy cementowej i wzmocnionych taśmami z polimerów zbrojonych włóknem węglowym (CFRP), poddanych obciążeniom udarowym. Wyniki tego badania pokazują, że wzmocnienie miejscowo naprawionych belek żelbetowych za pomocą płyt CFRP przywraca nośność tych belek, poddanych obciążeniom udarowym. Wzmocnione belki wykazywały zachowanie plastyczne bez odspajania się naprawy miejscowej od betonowego podłoża. Głównym trybem zniszczenia wzmocnionych belek było odspajanie się pęknięć pośrednich. Dodatkowo, belki z dłuższą strefą naprawy wykazywały większą wytrzymałość na zginanie niż z krótszą.

2

Badania betonowych elementów sprężonych zespolonych z nadbetonem

Zając Jakub, Drobiec Łukasz, Grzyb Krzysztof

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 7-8

126--132

PL

W artykule przedstawiono badania rozwarstwienia prefabrykowanych sprężonych belek betonowych. Głównym celem programu badań jest określenie wpływu kształtu zespolenia na zachowanie się belek zespolonych. Zbadano żebrowe prefabrykowane belki sprężone z pełnym zespoleniem, zerwaną adhezją i zerwaną adhezją oraz tarciem. Pomiary z wykorzystaniem technologii cyfrowej korelacji obrazu (DIC) wraz z analizą charakterystyki siła-przemieszczenie wykazały decydujący wpływ długości rozwarstwienia na pracę elementu. Powstawanie lokalnego poślizgu w płaszczyźnie zespolenia związane było z propagacją zarysowań giętnych i ukośnych. Zarysowanie dochodzące do strefy podparcia należy uznać za moment rozwarstwienia elementu zespolonego.

EN

The article presents a study of the interface behavior of precast pre-stressed composite beams. The main objective of the research program is to determine the influence of the interface’s shape on the composite element’s behavior. The rib-shaped precast prestressed beams with full bond, broken adhesion and broken contact were tested. DIC measurements with force-displacement relations analysis showed a crucial impact of cracking length on element performance. The formation of the local slip of the interface was related to the propagation of flexural and shear cracks. The crack reaching the support zone should be considered the moment of debonding of the composite element.

3

Flexure Behavior of Carbon Fiber Reinforced Polymers Retrofitted RC Beams

Fahim Muhammad, Saeed Muhammad, Khan Haris, Gir Alam, Ullah Shahid

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 2

188--195

EN

Carbon fiber reinforced polymers (CFRP) have been widely used for retrofitting of reinforced concrete members over the past three decades. This study presents the experimental results of four reinforced concrete beams retrofitted with CFRP and tested under four point monotonic loading. CFRP strips (Sika Carbo-Dur S812) and wraps (Sika-Wrap 230C) were used in two different patterns to evaluate their effect on the flexural behavior of RC beams. Two beams were first tested until their ultimate capacity, retrofitted with the application of CFRP and re-tested again, and two beams were retrofitted before the application of any load. The CFRP strips provided in the middle one-third of the span with U-shaped anchorage at the ends enhanced the capacity of beams up to 15 percent. The stiffness of the beams were significantly increased as demonstrated by smaller displacement at the ultimate load. However, the CFRP wraps provided without the anchorage didn’t enhance the strength due to pre-mature debonding.

4

Models of dynamic contact of a 2D thermoelastic bar

Shillor Meir

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2020

|

Vol. 58 nr 2

295--305

EN

This work is based on a part of the plenary lecture I gave in the PCM-CMM-2019 conference in Krakow, Poland. It presents a new mathematical model for a thermoelastic 2D bar and proposes three problems for the processes of: (i) dynamic contact of the bar with an obstacle below it; (ii) vibrations of the right end between two stops; and (iii) debonding of two bars because of vibrations, humidity and thermal effects. The models are new and questions of existence of weak solutions, analysis of the solutions, effective numerical methods and simulations, as well as possible control, are unresolved yet.

5

Evaluation of the resistance of steel–concrete adhesive connection in reinforced concrete beams using guided wave propagation

Zima B., Kędra R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 1

1--13

EN

The development of the nondestructive diagnostic methods is of significant importance in the last decades. A special attention is paid to diagnostics of reinforced concrete structures, which are very popular in the civil engineering field. A possible use of the guided waves in the estimation of the resistance of steel–concrete adhesive connection is studied in the following paper. The relationships relating adhesive connection resistance and wave propagation characteristics (wave velocity and the time of flight) have been derived and experimentally verified during pull-out tests conducted on a number of reinforced concrete beams varying in the debonding area. The pull-out tests were also monitored ultrasonically. On the basis of the results in the form of the time-domain signals, the theoretical load-carrying capacities of the pulled-out bars have been calculated and compared with the exact experimentally determined values. The high agreement of the results obtained proved the correctness of the developed method. Moreover, the signals registered during pull-out tests allowed to observe the changes of the wave velocity induced by the deterioration of the adhesive connection.

6

RMS-based damage detection in concrete beams: numerical simulations

Zima Beata, Kędra Rafał

Diagnostyka

|

2019

|

Vol. 20, No. 4

3--10

EN

Image-based damage detection methods using guided waves are well known and widely applied approaches in structural diagnostics. They are usually utilized in detection of surface damages or defects of plate-like structures. The article presents results of the study of applicability of imaging wave-based methods in detection in miniscule internal damage in the form of debonding. The investigations were carried out on numerical models of reinforced concrete beams with varying size of circumferentially oriented debonding between steel rod and concrete block. Maps created using root mean square of measured signals are presented. Moreover, the results were collected for two different excitation frequencies.

PL

Metody obrazowania uszkodzeń wykorzystujące propagację fal prowadzonych są dobrze znanym i powszechnie stosowanym narzędziem w diagnostyce konstrukcji. Zwykle są one wykorzystywane do wykrywania uszkodzeń powierzchniowych lub uszkodzeń obiektów płytowych. W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania metod obrazowania bazujących na propagacji fal prowadzonych w wykrywaniu niewielkich, wewnętrznych uszkodzeń w postaci rozwarstwienia. Analiza została przeprowadzona z użyciem modeli numerycznych belek żelbetowych z obwodowym rozwarstwieniem pomiędzy zbrojeniem a otuliną betonową charakteryzującym się różnymi rozmiarami. Po obliczeniu średniej kwadratowej dla zarejestrowanych sygnałów, wykonane zostały mapy. Ponadto, przedstawiono wyniki dla dwóch różnych częstotliwości wzbudzenia.

7

Choosing a proper method for strengthening WPC beams with grooving method using SWARA-EDAS

Chini Mahdi, Arefi Lale Shahid, Zolfani Hashemkhani Sarfaraz, Ustinovicius Leonas

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 4/I

161--174

EN

Wood plastic composite (WPC) is a lightweight material, resistant against corrosion and damage, with recyclability of consuming materials. These materials usually used in marine structures frequently due to their unique features. In order to strengthen beams made by this material, usually Fibre-reinforced plastic (FRP) sheets are used, and one of the fracture modes in these beams is debonding of FRP sheet from the surface of the beams. To deal with this problem some grooves are used in the surface of the beam to improve the contact surface. The grooves include longitudinal, transverse and diagonal grooves. The main goal of this study is to assess different grooving methods in WPC-FRP beams. In this regard, primarily criteria (improving resistance, performance speed, performance complexity, performance costs, displacement and absorbing energy) were determined through interviews with experts in this field in order to assess the beams. Then, SWARA method employed to evaluate criteria with a policy based perspective and finally EDAS method applied for evaluating related alternatives. Based on obtained results, the longitudinal groove method is the best way of strengthening WPC beams to prevent debonding.

8

Static and dynamic debonding strength of bundled glass fibers

Gunavan F. E.

Archive of Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. LXV, nr 2

209--220

EN

Experimental design and computational model for predicting debonding initiation and propagation are of interest of scientists and engineers. The design and model are expected to explain the phenomenon for a wide range of loading rates. In this work, a method to measure and quantify debonding strength at various loading rates is proposed. The method is experimentally veriﬁed using data obtained from a static test and a pulse-type dynamic test. The proposed method involves the cohesive zone model, which can uniquely be characterized with a few parameters. Since those parameters are diﬃcult to be measured directly, indirect inference is deployed where the parameters are inferred by minimizing discrepancy of mechanical response of a numerical model and that of the experiments. The main ﬁnding suggests that the design is easy to be used for the debonding characterization and the numerical model can accurately predict the debonding for the both loading cases.The cohesive strength of the stress-wave case is signiﬁcantly higher than that of the static case; meanwhile, the cohesive energy is twice larger.

9

Detection of debonding in steel bars embedded in concrete using guided wave propagation

Zima B., Rucka M.

Diagnostyka

|

2016

|

Vol. 17, No. 3

27--34

EN

The paper presents a non-destructive diagnostic technique based on guided wave propagation phenomenon used to assess the adhesive bonding between a steel bar and a concrete cover. Double-layered cylindrical specimens with different levels of debonding and its location were investigated. The influence of bonding length on the excitation of multiple modes of longitudinal guided waves was analysed. Numerical simulations of guided wave propagation in healthy and damaged specimens were conducted and differences in the occurring phenomena were specified. The analysis of the obtained results confirms the possibility to apply the guided wave propagation method in the assessment of degradation level in the adhesive bonding of multi-layered cylindrical structures.

PL

W artykule przedstawiono nieinwazyjną technikę diagnostyczną wykorzystującą zjawisko propagacji fal prowadzonych w ocenie stanu połączenia adhezyjnego pomiędzy stalowym zbrojeniem a otuliną betonową. Przeanalizowano dwuwarstwowe próbki cylindryczne z różnymi wielkościami i położeniami delaminacji między warstwami. Opisano także wpływ długości zakotwienia na wzbudzenie kolejnych modów podłużnych fal prowadzonych. Symulacje numeryczne propagacji fal zostały przeprowadzone dla prętów stalowych osadzonych w betonie w stanie bez uszkodzenia oraz z uszkodzeniem w postaci braku przyczepności między stalą a betonem. Wskazano na różnice w zachodzących zjawiskach propagacji fali w zależności od stopnia rozwarstwienia. Analiza uzyskanych rezultatów potwierdza możliwość wykorzystania zjawiska propagacji fal w ocenie stopnia degradacji połączeń adhezyjnych wielowarstwowych konstrukcji cylindrycznych.

10

Prediction of static crack propagation in adhesive joints

Hedayati R, Jahanbakhshi M, Ghorbani Khouzani S

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2014

|

Vol. 52 nr 4

937--946

EN

In this work, fracture mechanics methodology is used to predict crack propagation in the adhesive joining of aluminum and composite plates. Three types of loadings and two types of glass-epoxy composite sequences: [0/90]2s and [0/45/-45/90]s are considered for the composite plate. Therefore 2 × 3 = 6 cases are considered and their results are compared. The debonding initiation load, complete debonding load, crack face profile and load-displacement diagram have been compared for the six cases.

11

Odkształcalność ściskanych elementów betonowych wzmocnionych materiałami kompozytowymi FRCM

Trapko T.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 1

163--170

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań doświadczalnych, ściskanych elementów betonowych wzmocnionych siatką kompozytową w technologii FRCM. (Fibre Reinforced Cementitious Matrix). W systemie tym zespolenie kompozytu z betonem realizowane jest za pomocą zaprawy mineralnej, co odróżnia go od systemów FRP (Fibre Reinforced Polymers), w których zespolenie odbywa się przy użyciu żywicy epoksydowej. We wprowadzeniu do tematu dokonano przeglądu wiedzy dotyczący odkształcalności poprzecznej elementów owiniętych zewnętrznym kompozytem. W głównej części pracy przedstawiono badania, w których analizowano wpływ temperatury, liczby warstw siatki kompozytowej oraz długość zakładu końcowego na wartość i rozkład obwodowych odkształceń granicznych.

EN

In the paper the results of experimental studies performed on compressed concrete elements strengthened with composite fabric of FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix) technology are presented. In the studies the influence of temperature, the number of composite fabric layers and the length of ending overlap on the value and distribution of circumferential limit strains was analyzed.

12

Homogenization of composites with interfacial debonding using duality-based solver and micromechanics

Gruber P., Zeman J., Kruis J., Šejnoha M.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2009

|

Vol. 16, No. 1

59-76

EN

One of the key aspects governing the mechanical performance of composite materials is debonding: the local separation of reinforcing constituents from matrix when the interfacial strength is exceeded. In this contribution, two strategies to estimate the overall response of particulate composites with rigidbrittle interfaces are investigated, The first approach is based on a detailed numerical representation of a composite microstructure. The resulting problem is discretized using the Finite Element Tearing and Interconnecting method, which, apart from computational efficiency, allows for an accurate representation of interfacial tractions as well as mutual inter-phase contact conditions. The candidate solver employs the assumption of uniform fields within the composite estimated using the Mori-Tanaka method. A set of representative numerical examples is presented to assess the added value of the detailed numerical model over the simplified micromechanics approach.

13

Modelling of damage and fracture in ceramic matrix composites - an overview

Basista M., Węglewski W.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2006

|

Vol. 44 nr 3

455-484

EN

This is a review paper on the existing approaches to modelling of discrete cracks (fracture) and diffuse microcracking (damage) in ceramic matrix composites under mechanical or thermal loading. The focus is on Ceramic Matrix Composites (CMC) with metal particle inclusions and on interpenetrating metal ceramic networks. The second phase in form of ceramic inclusions is not considered. The models of toughening mechanisms are discussed in considerable detail. Sections 2-5 deal with discrete cracks while Sections 6-9 with diffuse microcracking. The paper is concluded with identification of unresolved problems and topics for future research in the area of fracture and damage of CMC.

PL

Niniejsza praca stanowi przegląd istniejących modeli pękania i uszkodzenia w kompozytach o matrycy ceramicznej (CMC) pod działaniem obciążeń mechanicznych lub termicznych. Nacisk położono na CMC z inkluzjami metalicznymi oraz na CMC typu przenikających się faz metaliczno ceramicznych. Sytuacje, gdy druga faz ma postać inkluzji ceramicznych, nie były analizowane. Rozdziały 2-5 dotyczą problemów pękania (wzrostu makroszczeliny), podczas gdy rozdziały 6-9 - problemów uszkodzenia (wpływu mikroszczeliny na zachowanie się CMC). Na zakończenie pracy zaproponowano listę nierozwiązanych problemów oraz tematów przyszłych badań pożądanych w zakresie pękania i uszkodzenia CMC.