Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie sprężonych materiałów kompozytowych do wzmacniania konstrukcji inżynierskich

Kotynia Renata

Mosty

|

2022

|

nr 4

42--46

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane ze wzmacnianiem elementów żelbetowych przy użyciu naprężonych kompozytów CFRP przyklejanych na powierzchni betonu konstrukcji inżynierskich. Omówiono systemy kotwiąco-sprężające, wskazując na zalety i problemy z nimi związane.

EN

The paper presents the strengthening of concrete elements using post-tensioned CFRP composites bonded on a concrete surface. Anchorage prestressing systems are discussed, along with their advantages and problems with their application. On the basis of the collected database of experimental tests, an overview of prestressing methods are presented, with division into anchored and unanchored systems, with a gradual reduction of the prestressing force along the anchorage length. In terms of anchorage prestressing systems the external strengthening with the following systems is described: Sika®CarboDur® Leoba, Sika®CarboDur® Stress-Head, Sika® LEOBA CarboDur® SLC II, BBR-Stahlton S&P, Neoxe. Examples of such implementations on existing bridge infrastructure are also presented.

2

Numerical analysis of effectiveness of strengthening concrete slab in tension of the steel-concrete composite beam using pretensioned CFRP strips

Jankowiak I., Madaj A.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2017

|

No. 27(4)

5--15

EN

One of the methods to increase the load carrying capacity of the reinforced concrete (RC) structure is its strengthening by using carbon fiber (CFRP) strips. There are two methods of strengthening using CFRP strips - passive method and active method. In the passive method a strip is applied to the concrete surface without initial strains, unlike in the active method a strip is initially pretensioned before its application. In the case of a steel-concrete composite beam, strips may be used to strengthen the concrete slab located in the tension zone (in the parts of beams with negative bending moments). The finite element model has been developed and validated by experimental tests to evaluate the strengthening efficiency of the composite girder with pretensioned CFRP strips applied to concrete slab in its tension zone.

PL

Jednym ze sposobów zwiększenia nośności konstrukcji betonowej jest jej wzmocnienie przez zastosowanie taśm z włókien węglowych (CFRP). Wzmacnianie polega na mocowaniu lub doklejaniu ich do powierzchni konstrukcji. Stosuje się dwa sposoby mocowania taśm: tzw. sposób bierny lub czynny, czyli bez lub z wcześniejszym napięciem taśmy przed jej aplikacją na wzmacnianej konstrukcji. W przypadku stalowo-betonowych konstrukcji zespolonych taśmy mogą mieć zastosowanie do wzmacniania płyty betonowej w strefie działania momentów powodujących jej rozciąganie. Jednym ze sposobów znalezienia najbardziej skutecznego sposobu wzmocnienia przed jej zastosowaniem jest wykorzystanie symulacji numerycznych. Wymaga to opracowania poprawnego modelu obliczeniowego, który musi być zweryfikowany badaniami empirycznymi. Autorzy artykułu opracowali taki model numeryczny i zastosowali go do oceny skuteczności wzmocnienia omawianego typu dźwigara zespolonego taśmami CFRP wstępnie naprężonymi.

3

Investigation of strengthening effectiveness of reinforced concrete bridge with prestressed CFRP strips

Piątek B., Siwowski T.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2016

|

Vol. 15, no. 4

301--314

PL

Taśmy CFRP są powszechnie stosowane do wzmacniania konstrukcji budowlanych, w tym mostów. W ostatnich latach coraz częściej stosuje się wstępnie naprężone taśmy CFRP, przez co zwiększa się efektywność i trwałość wzmocnienia. Na świecie powstało kilka systemów sprężająco-kotwiących, służących do stosowania tej technologii. W artykule opisano wdrożenie nowego systemu sprężająco-kotwiącego do wzmacniania mostów oraz badania jego efektywności. Przedmiotem wzmocnienia był most żelbetowy, belkowy, o schemacie belki swobodnie podpartej ze wspornikami. Podczas prac remontowych przeprowadzono badania mostu pod obciążeniem statycznym zarówno przed, jak i po wzmocnieniu mostu wstępnie naprężonymi taśmami CFRP. Celem badań było sprawdzenie efektywności wzmacniania mostu oraz ocena nowego systemu wzmacniania w warunkach in-situ. W wyniku wzmocnienia naprężonymi taśmami CFRP stwierdzono redukcję naprężeń w zbrojeniu stalowym w granicach 20-30% oraz wykazano włączenie się taśm CFRP do współpracy ze zbrojeniem stalowym. Na podstawie wyników badań mostu stwierdzono, że efektywność wzmocnienia była zadowalająca, a zastosowanie nowego systemu skuteczne.

EN

CFRP strips are commonly used for post-strengthening of various structures including bridges. In the recent years prestressed strips have been phased in due to their better effectiveness and durability as compared to non-prestressed strips. Several tensioning-anchoring kits have been developed to implement the prestressed CFRP strips technology. This paper describes implementation of a newly developed tensioning-anchoring kit and the results of experimental investigation of its effectiveness. The structural system of the bridge in question is a reinforced concrete simply supported beam with cantilevers at both sides. During the repair static load tests were carried out before and after installation of prestressed CFRP strips. The purpose of these tests was to verify the post-strengthening effect and assess the in-field performance of system. It was established that post-strengthening with prestressed CFRP strips reduced by 20-30% the stresses induced in the existing reinforcing steel and that the strips acted in combination with the existing reinforcement. The results of the performed tests have proven satisfactory effect and desired performance of the newly developed tensioning-anchoring kit.

4

Strengthening of RC slabs with prestressed and non-prestressed NSM CFRP strips

Przygocka M., Lasek K., Kotynia R.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2015

|

Vol. 8, no. 3

79--86

EN

This paper presents the results of an experimental tests carried out on reinforced concrete (RC) slabs strengthened in flexure with prestressed near surface mounted (NSM) carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. The main aim of the test was to define effectiveness of strengthening with narrow CFRP strips glued into slits made in a concrete cover in aspect of an influence of an internal steel reinforcement ratio. In order to improve serviceability limit state conditions of pre-tensioning of the NSM reinforcement has been proposed. According to the authors knowledge a number of studies on the pretensioned NSM FRPs is quite small. Until now only few laboratories all over the world have undertaken the subject of flexural strengthening with pre-tensioned strips and obtained very promising results. The innovation of this study is a novel prestressing device adapted to tension narrow CFRP strips proposed by the authors. The experimental program contained two RC slabs reinforced with different internal steel reinforcements. Obtained results indicated high effectiveness of this technique with flexural enhancement of 73 and 134% compared to non-strengthened specimens respectively with higher and lower steel reinforcement ratio. Introducing pre-tensioning of the CFRP strips upgrades the service conditions with decrease of existing deflections and reduction of crack width. Outcomes of the study presented herein motivated authors for further research and developed novel experimental program based on preloaded specimens to analyse the effect of prestressing on service conditions.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań żelbetowych płyt wzmocnionych na zginanie naprężonymi taśmami kompozytowymi (CFRP – carbon fiber reinforced polymer) wklejonymi w podłużne bruzdy wycięte w betonowej otulinie (technika NSM – near surface mounted). Głównym celem badań było określenie wpływu stalowego stopnia zbrojenia podłużnego na efektywność wzmocnień przy użyciu cienkich, kompozytowych taśm. W celu poprawy warunków w stanie granicznym użytkowania zaproponowano wstępne naprężenie zbrojenia kompozytowego. Opierając się na wiedzy autorów, badania wzmocnień elementów żelbetowych przy użyciu naprężonych kompozytów, szczególnie wklejonych w betonową otulinę są dość rzadkie. Do tej pory kilka ośrodków badawczych na całym świecie podjęło tą tematykę. Innowacyjnym aspektem jest zastosowanie autorskiego systemu przystosowanego do naciągu wąskich kompozytowych taśm. Przeprowadzone badania obejmowały dwie żelbetowy płyty różniące się stopniem wewnętrznego zbrojenia stalowego. Wyniki badań potwierdziły wysoką efektywność wzmocnienia techniką NSM. Zaobserwowano wzrost nośności płyt wynoszący 73% i 134% odpowiednio z mniejszym i większym stopniem zbrojenia stalowego w porównaniu do odpowiadających im elementów niewzmocnionych. Wprowadzenie wstępnego naciągu taśm CFRP doprowadziło do zmniejszenia ugięć oraz szerokości rozwarcia rys. Otrzymane rezultaty skłoniły autorów do kontynuacji badań i przeprowadzenie testów elementów wytężonych przed wzmocnieniem.

5

Analiza kompozytowego wzmocnienia budynku murowego w warunkach wstrząsów górniczych w LGOM

Tatara T., Pachla F.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 8

212--216

PL

W pracy przedstawiono wyniki nieliniowych analiz zaproponowanego wzmocnienia budynków murowych zlokalizowanych na terenach górniczych i sejsmicznych. Wzmocnienie polega na zastosowaniu włókien CFRP mocowanych na podatnych warstwach z polimeru PS. Obliczenia przeprowadzono z zastosowanie programu Metody Elementów Skończonych MSC Marc dla dwóch rozważanych modeli budynków murowych.

EN

This paper presents the results of the nonlinear analysis of the proposed composite strengthening for masonry buildings located in mining and seismic areas. The proposed reinforcement consists of CFRP fibers fixed on polymer PS flexible layers attached to masonry walls. The calculations were performed by use of FEM (Finite Element Method) algorithm MSC Marc for two models of the assumed structures.

6

Wpływ granicy plastyczności zbrojenia głównego na nośność elementów wzmocnionych kompozytami CFRP

Bodzak P.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 1

85--90

PL

W artykule opisano badania elementów wzmocnionych taśmami CFRP, w których zastosowano róźne gatunki stali do wykonania zbrojenia podstawowego. Stwierdzono, iż zasadniczy wpływ na poziom siły niszczącej powodującej delaminację taśmy ma granica plastyczności zastosowanego zbrojenia.

EN

This paper describe tests on RC beams strengthened with externally bounded CFRP plates. A total of four PCC beams with rectangular 15×30cm cross section and 300cm clear span were manufactured and tested in four-point flexure with 100cm constant moment region. Low compressive strength of concrete fck about 20MPa and middle reinforcement ratio – 0,0075 were used. Different yield strengths of steel, from 360MPa to 1860MPa, were chosen as experimental variables. All the beams were strengthened with one CFRP strip measuring 5×1,2cm. The specimen failed at various load and at various ultimate strains of CFRP strips. It was generally observed that both the moment capacity and the ultimate strains grew with the increase of steel yielding strength. It could be deducted that in many cases reaching the yielding steel strength activates the deboning of FRP strips.

7

Badania belek żelbetowych z taśmami CFRP przyklejonymi do boków

Wołowicki W., Apanas L.

Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej

|

2010

|

Nr 7

145-158

PL

Artykuł zawiera opis podjętych badań eksperymentalnych belek żelbetowych wzmocnionych poprzez przyklejenie taśm do boków belek oraz przedstawia i omawia ich wyniki. Celem prowadzonych badań było: określenie mechanizmu zniszczenia tak wzmocnionych belek, ocena współpracy taśm węglowych z betonem, w tym możliwości rozwarstwienia taśm oraz określenie skuteczności wzmocnienia. Badania przeprowadzono na 9 belkach betonowych (w tym 7 wzmocnionych) oraz 4 wzmocnionych belkach żelbetowych. Badane belki żelbetowe uległy zniszczeniu wskutek wyczerpania nośności strefy ściskanej betonu, taśmy przyklejone do boków belek nie ulegały oderwaniu aż do chwili zniszczenia belek, skuteczność wzmocnienia okazała się wystarczająca. Taśmy miały korzystny wpływ na układ i rozwartość rys - przy dużej liczbie rys ograniczały ich rozwartość. Taśmy zwiększyły zakres liniowej zależności obciążenie - ugięcie. Zmianę tej zależności powodowało uplastycznienie zbrojenia oraz odkształcenia pozasprężyste betonu lub zbrojenia po wzmocnieniu plastycznym.

EN

Description of experimental testing of RC beams strengthened with CFRP stripes glued to beam sides is given. Test results are presented and discussed. The aims of testing were: identification of mechanism of failure of such beams, assessment of co-operation of CFRP stripes and concrete with possibility of stripes lamination included as well as assessment of effectiveness of strengthening. Testing concerned nine concrete beams (including seven strengthened) and four RC beams (all strengthened). Tested RC beams failed due to loss of bearing capacity of compression zone in concrete. Stripes glued to beam sides were not torn away prior to beams failure, effectiveness of strengthening was proved to be sufficient. Stripes had beneficial influence on layout and width of cracks - large number of crack resulted in their small widths. Stripes enhanced range of linear relationship between loading and deflection. This alteration was caused by yielding of reinforcement and beyond-elastic strain of concrete or reinforcement and plastic stiffening.

8

Wzmacnianie połączeń płyta-słup taśmami CFRP

Tarka J.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2008

|

z. 113

335-342

PL

W pracy, opisano badania eksperymentalne przeprowadzone na modelach połączeń płyty ze słupem, stanowiących wycinek żelbetowej konstrukcji szkieletowej typu płyta-słup. Celem badań była weryfikacja skuteczności koncepcji wzmacniania stropów na przebicie przez zwiększanie mocy zbrojenia płytowego (mechanicznego stopnia zbrojenia ) w postaci dodatkowego zbrojenia zewnętrznego. Analizowana seria badawcza składała się z 4 modeli wykonanych w skali 1:1. Trzy modele wzmocniono za pomocą mocowanych do rozciąganej powierzchni płyty taśm CFRP - w jednym z modeli przez przyklejenie taśm na całej powierzchni styku z płytą, w dwóch pozostałych zaś dodatkowo także za pomocą śrub wklejanych. Uzyskany maksymalny wzrost nośności w stosunku do modelu świadka wyniósł około 36%.

9

Comparison of behaviour of concrete beams with passive and active strengthening by means of CFRP strips

Kałuża M., Ajdukiewicz A.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2008

|

Vol. 1, no. 2

51-64

EN

Since late 1980s in concrete structures the new repair technique based on externally bonded CFRP materials has been used. These materials are characterised by high efficiency and reliability. Applications of these materials were required because of the appearance of problems of insufficient load-bearing capacity of concrete structures, particularly at bending or shear. Presently, strengthening with CFRP composites can be considered as being passive or active. Pretensioning of such composites, mostly the CFRP strips, is relatively new strengthening method, which allows for more effective utilization of mechanical properties of the CFRP, particularly strength and deformability of this composites. The experimental tests on six large-scale reinforced concrete beams, with cross-sections of 0.25×0.50 m and 8.0 m long, were undertaken. The main aim of the tests was the analysis of the efficiency of three detailed methods used for strengthening of reinforced concrete beams by means of CFRP strips used as passive or active external reinforcement. The elements differed each other in the fixing of free ends of the CFRP strip, and in pre-tensioned strips - with the intensity of prestressing. All other factors in tests could be considered as invariable. The test was focused on the serviceability aspects of the behaviour of elements, i.e. flexural stiffness of elements, resistance against cracking and pattern of cracks, as well as determination o actual strains in CFRP strips, steel reinforcement and on concrete surfaces. Finally, the increase of loadcapacity of the strengthened beams and the mode of failure has been recorded. The test results allowed for formulation of some general conclusions concerning the effectiveness of passive and active strengthening of concrete beams by means of CFRP strips.

PL

Od końca lat 1980-tych stosowano nową technologię naprawczą, bazującą na zewnętrznie dołączanych materiałach CFRP (polimerach wzmocnionych włóknami węglowymi). Materiały te charakteryzują się wysoką skutecznością i niezawodnością. Zastosowania takich materiałów były wymagane wskutek występowania problemów z niewystarczającą nośnością konstrukcji betonowych, zwłaszcza przy zginaniu i ścinaniu. Wzmacnianie za pomocą kompozytów CFRP może być obecnie rozważane jako pasywne lub aktywne. Wstępny naciąg takich kompozytów, głównie taśm CFRP, stanowi stosunkowo nową metodę wzmacniania, która pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie właściwości mechanicznych CFRP, szczególnie wytrzymałości i odkształcalności tych kompozytów. Zostały podjęte badania eksperymentalne sześciu belek żelbetowych w dużej skali, o przekroju 0.25×0.50 m i o długości 8.0 m. Głównym celem tych badań była analiza skuteczności trzech szczegółowych metod stosowanych do belek żelbetowych za pomocą taśm CFRP, stanowiących pasywne lub aktywne zbrojenie zewnętrzne. Elementy różniły się między sobą zamocowaniem końców taśm, a w taśmach wstępnie naciąganych - intensywnością sprężenia. Wszystkie pozostałe czynniki w badaniach mogą być uznane jako niezmienne. Badania były ukierunkowane na zachowanie się elementów w aspekcie użytkowalności, to jest sztywności zginania, rysoodporności i rozkładu rys, jak również na określenie rzeczywistych odkształceń taśm CFRP, zbrojenia stalowego i powierzchni betonu. Ostatecznie, rejestrowane były przyrosty nośności we wzmocnionych belkach oraz postać zniszczenia. Wyniki badań pozwoliły na sformułowanie pewnych ogólnych wniosków w odniesieniu do efektywności pasywnego lub aktywnego wzmacniania belek żelbetowych za pomocą taśm CFRP.

10

Czynne wzmacnianie zginanych belek żelbetowych sprężającymi taśmami CFRP

Kałuża M.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 109

125-132

PL

W artykule przedstawiono zagadnienie czynnego wzmocnienia belek żelbetowych sprężającymi taśmami z włókien węglowych. Zaprezentowano wyniki badań czterech belek w skali naturalnej, z których dwie wzmocniono czynnie taśmami o różnym wstępnym naciągu, jedną wzmocniono taśmą w sposób bierny, a jedną przebadano bez wzmocnienia. Sformułowano podstawowe spostrzeżenia i wnioski dotyczące zachowania się badanych elementów.

EN

The problem of active strengthening of RC-beams prestressed using (pre-tensioned) CFRP laminates is presented in this paper. The results of laboratory research performed on four full-scale elements are shown. Two of those elements were actively strengthened with various prestressed force, one of them was passively strengthened and one was non-strengthened. The basic conclusions concerning behavior of tested elements were formulated.