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.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.