Cyclic behaviour of interfaces in repaired/strengthened RC elements

• Autorzy: Palieraki, V. , Vintzileou, E.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Repair and/or strengthening of existing RC members imply, in several intervention techniques, the addition of new concrete layer(s) or new RC element(s). Interfaces, expected to transfer actions between old and new concrete, are subject to significant force response degradation when cyclic actions (due to earthquakes) are imposed to them. As a consequence, their behaviour may become critical for the effectiveness of the intervention techniques. The available experimental data regard mainly interfaces under monotonic actions; thus, they are not sufficient for the design of interfaces within RC structures subjected to earthquakes. In the present paper, part of the experimental results of a systematic program, aiming to cover all major aspects of the subject, are presented and commented upon. In the experiments presented here, interfaces between old and new concrete crossed by reinforcing bars are subjected to cyclic imposed shear slips of varying amplitude (š0.1mm to š4.0 mm). The investigated parameters include the bar diameter and the percentage of reinforcement, the concrete compressive strength, the roughness of the interface, the level of normal load on the interface, the embedment length of reinforcing bars crossing the interfaces, as well as the bonding mechanism (either through epoxy resin or by steel to concrete bond).

PL

Poszczególne metody naprawy i/lub wzmacniania istniejących elementów żelbetowych wymagają dodania nowej warstwy betonu lub nowego elementu żelbetowego. Powierzchnie styku, które powinny przekazywać oddziaływania pomiędzy starym i nowym betonem, poddane są znacznej utracie sił przyczepności jeżeli przyłożone są do nich oddziaływania cykliczne (wynikające z trzęsień ziemi). W konsekwencji, ich zachowanie się może być niebezpieczne dla efektywności metod wzmacniania. Dostępne wyniki badań dotyczą głównie powierzchni styku poddanych obciążeniu monotonicznemu, zatem nie można ich wykorzystać przy projektowaniu powierzchni styku konstrukcji narażonych na oddziaływania spowodowane trzęsieniami ziemi. W artykule przedstawiono część wyników badań systematycznego programu, mającego na celu objęcie wszystkich głównych aspektów zagadnienia. W doświadczeniach tu prezentowanych, powierzchnie styku pomiędzy starym i nowym betonem połączone są prętami zbrojeniowymi i poddane okresowo przyłożonemu przesunięciu ścinającemu o zmiennej amplitudzie (od š0.1mm do š4.0mm). Badane parametry dotyczyły średnicy pręta, procentowego stopnia zbrojenia, wytrzymałości betonu na ściskanie, szorstkości powierzchni styku, poziomu obciążenia normalnego na powierzchni styku, długości zakotwienia prętów zbrojeniowych przecinających powierzchnie styku, jak również mechanizmu spajania (zarówno przez żywicę epoksydową, jak i wiązanie stali do betonu).

Słowa kluczowe

PL

beton; element żelbetowy; wzmocnienie; wytrzymałość

EN

strengthening; strength; concrete; reinforced concrete element

• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 2, no. 1
• Strony: 97-108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Palieraki, V.

autor

Vintzileou, E.

• Laboratory of Reinforced Concrete, National Technical University of Athens, Athens, Greece,

Bibliografia

• [1] EPPO (Earthquake Planning and Protection Organization); Code for Interventions to Existing RC buildings, second draft, 2006 (in Greek)
• [2] Eleiott A.F.; An experimental investigation of shear transfer across cracks in reinforced concrete. M.S. Thesis, Cornell University, Ithaca, June 1974
• [3] Staníon J.F.; An investigation of dowel action of the reinforcement of nuclear containment vessels and their non-linear dynamic response to earthquake loads. M.S. Thesis, Cornell University, Ithaca, 1977
• [4] Jimenez R., Gergefy P., Wliite R.N.; Shear transfer across cracks in reinforced concrete. Report 78-4, Department of Structural Engineering, Cornell University, Ithaca, New York, August 1978
• [5] Vintzeleou E.N., Tassios TP.; Behavior of Dowels under Cyclic Deformations. ACI Structural Journal, January-February 1987; p.18-30
• [6] Soroushian P., Obaseki K., Baiyasi M. /., El-Sweidan B., Choi K.B.; Inelastic Cyclic Behaviour of Dowel Bars. ACI Structural Journal, January-February 1988; p.23-29
• [7] Colley B.E., Humphrey H.A.; Aggregate Interlock at joints in concrete pavements. Highway Research Record, No. 189, 1967
• [8] Loeber P.J.; Shear Transfer by aggregate interlock. M.Sc. Thesis, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand, 1970
• [9] White R.N., Holley M.J.; Experimental Studies of membrane shear transfer. Journal of Structural Division, ASCE, August 1972; pp. 1835-1852
• [10] LaibleJ.R; An experimental investigation of interface shear transfer and applications in the dynamic analysis of Nuclear containment vessels. Ph.D. Thesis, Cornell University, August 1973
• [11] Laible J.P., Wiiite R.N., Gergely P.; Experimental Investigation of seismic shear transfer across cracks in concrete nuclear containment vessels. ACI – Special Publication 53, Reinforced Concrete Structures in Seismic Zones, 1977; p.203-226
• [12] Tassios TP., Vintzeleou E.N.; Concrete-to-concrete friction. Journal of Structural Engineering, April 1987; p.832-849
• [13] Bass R. A., Carraquillo R., L Jirsa J. O.; Shear Transfer across New and Existing Concrete Interfaces. ACI Structural Journal, July-August 1989; p.383-393
• [14] Maksoud M. G. A.; Factors affecting the mechanism of mobilized shear at crack or joint interface. 15th ASCE Engineering Mechanics Conference, New York, USA, June 2002; (electronic source, 8p.).
• [15] Nakano K., Matsuzaki Y. Design Method and Compound Effect considering deformation of shear transfer elements in precast concrete connections. 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canada, Paper No. 631, August 2004; (electronic source, 10p)
• [16] Tassios TP, Vassilopoulou I:, Shear transfer capacity along a RC crack, under cyclic sliding. Proceedings of fib Symposium "Concrete Structures in Seismic Regions" (electronic source), Athens 2003; 12p
• [17] Vintzileou E., Palieraki V.; Shear Transfer along Interfaces in Repaired/Strengthened RC Elements subjected to Cyclic Actions. Special Edition of the magazine "Beton- und Stahlbetonbau", Volume 102, September 2007; p.60-65
• [18] Oibolt, J., Bażant, Z.P.; Numerical smeared fracture analysis: Nonlocal microcrack interaction approach. International Journal for Numerical Methods in Engineering, Volume 39(4), 1996; pp.635-661