In the construction industry, there is growing attention of using effective external strengthening techniques such as bonding of Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) composites onto the external deficient faces of the structural members due to their ease of installation, low invasiveness, high corrosion resistance, and high strength to weight ratio. As a result, the center of consideration of the majority of previously published studies was either only on the impact of fibers on the structural behavior of reinforced concrete elements or using CFRP composite as external strengthening for flexural or shear. The intent was to arrive at the vital CFRP strengthening technique that provides an effective increase in the flexural and shear strength while maintaining ductile failure mode. Therefore, this paper investigated the behavior of simply supported RC beams strengthened using CFRP and subjected to combined bending and torsion using Nonlinear Finite Element Analysis (NLFEA). Twenty-six models have been constructed and divided into six groups to scrutinize the effect of clear span to depth ratio; CFRP length; CFRP strip spacing; and CFRP depth. The results showed that the increase in the clear span to depth ratio as well as length of CFRP leads to a notable increase in the ductility and decreases the ultimate load. The models with zero spacing CFRP strips (Fully) showed a higher considerable effect than the models with strips wrapping. Furthermore, this enhancement was the highest for group six which contains the models with the highest CFRP depth.

В строительной отрасли все большее внимание уделяется использованию эффективных методов внешнего упрочнения, таких как склеивание композитов из углеродных волокнистых полимеров (углепластиков) с внешними дефектными гранями конструктивных элементов из-за их простоты монтажа, низкой инвазивности, высокой коррозионной стойкости и высокого отношения прочности к массе. В результате в центре внимания большинства ранее опубликованных исследований было либо только влияние волокон на структурное поведение железобетонных элементов, либо использование углепластикового композита в качестве внешнего упрочнения при изгибе или сдвиге. Цель состояла в том, чтобы прийти к жизненно важному методу упрочнения углепластика, который обеспечивает эффективное увеличение прочности на изгиб и сдвиг при сохранении режима пластического разрушения. Поэтому в данной работе исследовано поведение просто несущих RC-балок, упрочненных с помощью углепластика и подвергнутых комбинированному изгибу и кручению с использованием нелинейного конечно-элементного анализа (NLFEA). Двадцать шесть моделей были построены и разделены на шесть групп для тщательного изучения влияния отношения четкого пролета к глубине; длины углепластика; расстояния между полосами углепластика и глубины углепластика. Полученные результаты показали, что увеличение отношения чистого пролета к глубине, а также длины углепластика приводит к заметному увеличению пластичности и снижению предельной нагрузки. Модели с нулевым расстоянием между полосами из углепластика (полностью) показали более высокий значительный эффект, чем модели с обертыванием полосами. Кроме того, это повышение было самым высоким для Шестой группы, которая содержит модели с самой высокой глубиной углепластика.

• Bending and torsion behaviour of CFRP strengthened RC beams
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Experimental Work Review
    • 2.2. Description of Non-linear Finite Element Analysis (NLFEA)
    • 2.3. Investigated Parameters
    • 2.4. Validation Process
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. Load-Deflection and Torsion-Twist Behavior
    • 3.2. Ductility and Strength ratios
    • 3.3. CFRP strain
    • 3.4. Failure Mode
    • 3.5 . Effect of the clear span to depth ratio
    • 3.6. Effect of CFRP length
    • 3.7. Effect of the CFRP Depth and CFRP Strip Spacing
    • 3.8. Comparison of NLFEA with other results
  • 4. Conclusions

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 8 (92), 2019. — 1 файл (19,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-103.pdf>.