- Tytuł:
-
Static analysis of reinforced concrete beams strengthened with CFRP composites
Analiza statyczna belek żelbetowych wzmocnionych taśmami kompozytowymi - Autorzy:
-
Głodkowska, W.
Ruchwa, M. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/230137.pdf
- Data publikacji:
- 2010
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
analiza statyczna
metoda elementów skończonych
belka żelbetowa
wzmocnienie
taśma kompozytowa
CFRP
static analysis
finite element method
reinforced concrete beam
strengthening
composite strip - Opis:
-
Development of composite materials causes that more and more frequently structures made of traditional and composite materials become a solution for engineering problems pertaining to, among other things, strengthening of building structures. The aim of the research work presented herein was to check a possibility of numerical simulation in terms of accomplishment of static analysis for reinforced concrete structures strengthened with carbon fibre reinforced polymer strips. This research work supplemented the program of experiments carried out at the Division of Concrete Structures at the Faculty of Civil and Environmental Engineering, Koszalin University of Technology. Reinforced concrete beams strengthened with composite strips (CFRP) made of carbon fibres and epoxy resin featuring various width values as well as non-strengthened bent beams were analysed. The beams arranged in a free support scheme were being bent by two concentrated forces within full range of loading (until destroyed). The numerical analysis was performed trough application of the Finite Elements Method (FEM) and the calculation model applied took into account the geometric and physical non-linearity, the beam to support contact problem and cooperation of reinforced concrete and composite strip. One of the most important elements of the job was proper adoption of concrete material model. The damaged plasticity model for concrete taking into account the plasticity-based damage response of concrete in compression and elastic and quasi-brittle concrete response in tensile conditions was applied in the calculations. Model parameters were selected based on the experimental test results for primary concrete strength parameters. The problem has been solved by application of the quasi-static strategy of calculations with central-difference method using ABAQUS software. Attention was focused on, in the results obtained, on displacements and reinforced concrete cracks development as well as on the beam destruction process. Response of beams strengthened with CFRP strips of two width values and of non-strengthened beams was analysed. Good concurrence of the experimental and numerical results were obtained in the majority of cases.
Rozwój w zakresie materiałów kompozytowych powoduje, że coraz częściwej konstrukcje złożone z tradycyjnych i kompozytowych materiałów stają się rozwiązaniem problemów inżynierskich dotyczących m.in. wzmacniania konstrukcji budowlanych. Celem prezentowanych badań było sprawdzenie możliwości symulacji numerycznej w zakresie analizy statycznej konstrukcji żelbetowych wzmacnianych taśmami kompozytowymi. Badania te stanowiły uzupełnienie programu doświadczeń przeprowadzonych w Katedrze Konstrukcji Betonowych na Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Koszalińskiej. W badaniach analizowano zginane belki żelbetowe z wzmocnieniem w postaci taśm kompozytowych (CFRP) z włókien węglowych i żywicy epoksydowej o różnej szerokości oraz bez wzmocnienia. Belki w swobodnie podpartym układzie statycznym były zginane przez dwie siły skupione w pełnym zakresie obciążeń (aż do zniszczenia). Numeryczną analizę statyczną przeprowadzono stosując Metodę Elementów Skończonych (MES), a zastosowany model obliczeniowy uwzględniał nieliniowości geometryczne i fizyczne, zagadnienie kontaktu pomiędzy belką i podporami oraz współpracę betonu ze zbrojeniem i taśmą kompozytową. Jednym z najważniejszych elementów zadania było właściwe przyjęcie modelu materiałowego betonu. W obliczeniach przyjęto sprężysto-plastyczny model betonu ze zniszczeniem uwzględniający sprężysto-plastyczno-kruchy charakter pracy betonu przy ściskaniu oraz sprężysto-kruche zachowanie przy rozciąganiu. Parametry modelu zostały dobrane na podstawie wyników badań doświadczalnych podstawowych parametrów wytrzymałościowych betonu. Zagadnienie zostało rozwiązane przy zastosowaniu quasi-statycznej strategii obliczeń z wykorzystaniem procedury różnic centralnych (oprogramowanie ABAQUS). W uzyskanych wynikach zwrócono uwagę na rozwój przemieszczeń oraz zarysowania belek żelbetowych oraz na proces zniszczenia belek. Analizowano odpowiedź belek wzmocnionych taśmami o dwóch szerokościach oraz belki bez wzmocnienia. W większości analiz uzyskano dobrą zbieżność pomiędzy wynikami badań doświadczalnych i numerycznych. - Źródło:
-
Archives of Civil Engineering; 2010, 56, 2; 111-122
1230-2945 - Pojawia się w:
- Archives of Civil Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł