Mechanical properties of laminated veneer lumber beams strengthened with CFRP sheets

This paper presents the results of the static work analysis of laminated veneer lumber (LVL) beams strengthened with carbon fabric sheets (CFRP). Tested specimens were 45mm wide, 100 mm high, and 1700 mm long. Two types of strengthening arrangements were assumed as follows: 1. One layer of sheet bonded to the bottom face; 2. U-shape half-wrapped reinforcement; both sides wrapped to half of the height of the cross-section. The reinforcement ratios were 0.22% and 0.72%, respectively. In both cases, the FRP reinforcement was bonded along the entire span of the element by means of epoxy resin. The reinforcement of the elements resulted in an increase in the bending strength by 30% and 35%, respectively, as well as an increase in the global modulus of elasticity in bending greater than 20% for both configurations (in comparison to the reference elements).

W pracy przedstawiono wyniki analizy pracy statycznej belek z forniru klejonego wzmocnionych matami węglowymi (CFRP) przyklejonymi do zewnętrznej powierzchni elementu. Belki o wymiarach 45x100x1700mm poddane zostały tzw. czteropunktowemu zginaniu. Przyjęto dwie konfiguracje zbrojenia: jedna warstw maty CFRP przyklejona do powierzchni dolnej elementu na całej jego długości oraz zbrojenie typu U – kompozyt obejmuję powierzchnie boczne do połowy wysokości przekroju poprzecznego i dolną strefy rozciąganej. Stopień zbrojenia przekroju poprzecznego wynosił odpowiednio 0,22% i 0,72%. W obu konfiguracjach do aplikacji wzmocnienia użyto kleju na bazie żywicy epoksydowej. Wzmocnienie elementów spowodowało wzrost nośności na zginanie przeciętnie o 30 i 35% oraz globalnego modułu sprężystości przy zginaniu o ponad 20% w stosunku do belek referencyjnych (niewzmocnionych). Wyniki analizy wykazały także duże zróżnicowanie w postaciach zniszczenia elementów wzmocnionych jedną warstwą maty. Sposób zniszczenia elementów dla drugiej konfiguracji wzmocnienia został ujednolicony do jednego typu – zniszczenia spowodowane wyczerpaniem nośności w strefie ściskanej i przerwaniem maty kompozytowej.