- Tytuł:
-
Analysis of shear capacity of GFRP reinforced beams without stirrups according to selected design standards
Analiza nośności na ścinanie belek zbrojonych prętami GFRP bez strzemion według wybranych wytycznych normowych - Autorzy:
-
Kaszubska, M.
Kotynia, R. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1849786.pdf
- Data publikacji:
- 2020
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
nośność na ścinanie
zbrojenie GFRP
belka betonowa
wytyczne normowe
procedura projektowa
shear capacity
GFRP reinforcement
concrete beam
standard procedure - Opis:
-
The aim of this paper is a comparative analysis of the experimental test results of twenty T-section beams reinforced with glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars without stirrups with predicted values of the shear capacity according to the following design guidelines: draft Eurocode 2, Japanese JSCE, American ACI 440, Italian CNR- DT-203/2006, British BS according to fib Bulletin 40, Canadian CSA-S806-12 and ISIS-M03-07. Standard procedures for FRP reinforced beams based on traditional steel reinforced concrete guidelines. The longitudinal FRP reinforcement has been taken into account by its stiffness reduction related to the steel reinforcement. A basis of this modification is the assumption that the FRP-to-concrete bond behaviour is the same as it is for steel reinforcement. To assess the compatibility of predicted values (Vcal) with the experimental shear forces (Vtest) the safety coefficient η = Vtest/ Vcal was used. The results corresponding to values η < 1 indicates overestimation of the shear capacity, but η > 1 means that shear load capacity is underestimated. The most conservative results of the calculated shear capacity are obtained from the ACI 440 standard. In contrast to them the best compatibility of the calculated shear values to the experimental ones indicated British BS standard, fib Bulletin 40 and Canadian CSA-S806-12 standard.
Obecnie w sektorze budowlanym duży nacisk jest kładziony na trwałość i niskie koszty utrzymania nowych konstrukcji wykonanych z betonu. Materiałami, które wpisują się w tę ideę są kompozyty polimerowe (FRP). Konstrukcje betonowe zbrojone prętami kompozytowymi są odporne na korozję, co zapewnia im większą trwałość w czasie eksploatacji. Coraz szersze zastosowanie zbrojenia kompozytowego w badaniach oraz rzeczywistych aplikacjach w powstających konstrukcjach wymaga wprowadzenia odpowiednich procedur normowych, które rozwijane są na bazie wytycznych dla konstrukcji żelbetowych. Procedury projektowe dla elementów zbrojonych prętami FRP uwzględniają redukcję sztywności w zbrojeniu kompozytowym w porównaniu do zbrojenia stalowego. Podstawą tej modyfikacji jest założenie, że przyczepność zbrojenia FRP do betonu jest taka sama jak stali. Nośność na ścinanie w większości przypadków jest zatem obliczana zgodnie z zasadami jak dla elementów żelbetowych z uwzględnieniem różnic w wartości modułu sprężystości zbrojenia FRP i stali. Analiza wybranych procedur normowych została przeprowadzona na 16 jednoprzęsłowych, wolnopodpartych belkach teowych o rozpiętości 1,8 m, poddanych obciążeniu siłą skupioną. Smukłość ścinania (a/d) wynosiła około 3.0. Belki zbrojono podłużnymi prętami GFRP o średnicach 12 mm, 16 mm i 18 mm. Pręty wykonano jako proste i zakotwiono w stalowych skrzynkach wypełnionych zaprawą klejową. Zbrojenie górne złożone było z dwóch prętów prostych o średnicy 10 mm. Na całej odległości badanej strefy przypodporowej nie zastosowano zbrojenia poprzecznego, podczas gdy przeciwległą strefę zabezpieczono przed zniszczeniem na ścinanie poprzez zastosowanie silnego zbrojenia poprzecznego które stanowiły stalowe strzemiona z prętów o nominalnej średnicy 8 mm w rozstawie 130 mm i 150 mm oraz stalowe pręty odgięte o średnicy 14 mm. Belki wykonano z gotowej mieszanki betonowej dostarczonej z lokalnej wytwórni betonu. Maksymalna średnica zastosowanego kruszywa wynosiła 8 mm. Średni moduł sprężystości uzyskany w badaniach prętów GFRP był równy 50.5 GPa (COV=1.6%) zaś maksymalna wytrzymałość na rozciąganie wynosiła 1071 MPa (COV=11.6%). Belki oparto na przegubowych podporach, z których jedna, położona po stronie badanego odcinka ścinania była przesuwna. Wszystkie elementy zostały zniszczone w sposób ścinająco – rozciągający. Pierwsza rysa od zginania pojawiała się w środkowej części belki. Następnie wraz ze wzrostem obciążenia rozwijały się rysy od zginania, a w strefie podporowej pojawiała się rysa ukośna. - Źródło:
-
Archives of Civil Engineering; 2020, 66, 4; 689-702
1230-2945 - Pojawia się w:
- Archives of Civil Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł