Экспериментальное исследование промежуточного Crack нарушение сцепления в армированных волокном полимерные Укрепление Балки
Интерфейс трещины из армированных волокном полимера (FRP)-укрепила армированные или из предварительно напряженного железобетона изгиб членов часто начинается с пальцев промежуточных трещины и распространяется в направлении поддержки. Этот тип расслаивания FRP обычно называют промежуточным трещины (IC) нарушение сцепления и является общим для изгибных членов с высоким сдвига пролета до глубины отношений. Эта статья описывает экспериментальные программы, в которой шесть 30 футов (9,14 м) длиной предварительно напряженных железобетонных балок моста были испытаны монотонно на провал оценить связь характеристик углеродных FRP (углепластика) укрепление систем. Четыре из пучков провалились из-за нарушение сцепления IC, один провалились из-за разрыва FRP и unstrengthened управления балки провалились из-за конкретных дробления. Результаты этого исследования были объединены с результатами других тестов в литературе для создания полезных экспериментальных данных. База данных была использована для оценки аналитических моделей в настоящее время в национальных документах кода. Анализ показал, что существующие модели не коррелируют с экспериментальными базы данных и необходимость новых аналитических моделей выделяется.
Ключевые слова: связь; растрескиванию; нарушение сцепления; фибробетона; предварительно напряженных.
(ProQuest: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Укрепление существующих структур с использованием легких композитных материалов становится широко распространенным явлением в силу их простоты установки и конкурентные цены по сравнению с традиционными методами. Железобетонная или предварительно напряженных бетонных балок укрепить армированных волокном полимера (FRP) материалов зачастую не при изгибе в связи с конкретными дробления или FRP rupture.1 Такой отказ может быть также предсказал использование треснувший разделе анализа укрепить разделе, используя указанный материал FRP свойства от manufacturer.2 подробное изучение поведения изгиб предварительно напряженных бетонных балок укрепить FRP материалов можно найти elsewhere.2 поведение при усталости загрузки FRP укрепить пучков часто контролируются напряжений в зоне, индуцированные во внутренние арматурной стали, которая должны храниться в течение предписанного limits.3
Наличие материал FRP укрепления связанных с напряженностью лицом железобетонной балки будут ограничивать, но не предотвращает открытие промежуточных изгиба или сдвига трещины из-за применяемых нагрузки. Перемещения на палец изгиб трещины создания концентрации напряжений на границе пластины и пучка, что приводит к развитию местных интерфейс трещин. На более высоких уровнях нагрузки, интерфейс трещины распространяются между изгиб трещины и двигаться к концу опоры для простой балки, как показано на рис. 1. Этот тип расслаивания FRP обычно называют промежуточным трещины (IC) нарушение сцепления ли распространение от промежуточных изгиб трещины или промежуточных сдвиговых трещин. Это неспособность режима общего в структурах с: 1) высокий диапазон сдвига к глубине отношений, 2) укрепление FRP с низким осевой жесткости на единицу ширины, 3) прекращение укрепления пластины в области вблизи поддержки; или 4) детали крепления. Предварительно напряженный железобетон пучки склонны к IC нарушение сцепления неудачи из-за их высокой сдвига пролета до глубины отношений.
Они будут также иметь несколько улучшилось поведение связи по сравнению с железобетонными членов в связи с существующей деформации сжатия в пучке потолок. Это оказывается полезным, так как распространение IC нарушение сцепления, как правило, из-за сбоя в конкретных поверхности материала. С другой стороны, пучки с короткими сдвига пролета до глубины отношений и укрепление плит с высокой жесткостью и толщиной могут возникнуть нарушение сцепления, распространяющегося от конца пластинки (PE нарушение сцепления), который был рассмотрен во многих аналитических studies.4-7 нарушение сцепления методов смягчения последствий были изучить несколько researchers8-10 и были кодифицированы в China.11.
Это исследование имеет три основные цели: 1) создать описание экспериментальной программы, предназначенной для оценки связи поведения углепластика укрепление систем из предварительно напряженного железобетона, 2) собрать экспериментальные базы данных ИК нарушение сцепления неудачи из источников в литературе, и 3) использовать измеренные значения и базы данных для оценки точности современных моделей национальных документов код в прогнозировании IC нарушение сцепления провал. Точность предлагаемой модели, авторы также представил.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Это исследование предоставляет уникальные данные о связи поведения с использованием больших масштабах 30 футов (9,14 м) длиной предварительно напряженных железобетонных балок моста укрепить FRP, которая дополняет ранее исследований с использованием мелких пучков. Экспериментальные результаты, представленные в настоящем документе, а также собрал базу данных, могут оказаться полезными для разработки рациональной модели и методики, которые могут быть использованы ACI Комитета 44012 обеспечить до современных принципов для ремонта и усиления бетонных конструкций использованием FRP.
Экспериментальная программа
В общей сложности шесть балки были испытаны в рамках экспериментального исследования. Три балки были укреплены подвулканизированного углерода FRP (углепластика) полос (EB1S, EB1SB и EB1SB2) и две балки были усилены за счет углепластика мокрый лежал деятельности листов (EB8SB и EB9SB). Unstrengthened управления балки (CS) также была испытана по изучению эффективности различных схем, используемых в укреплении этого расследования. В таблице 1 приведены сводные данные по всем шести испытания балки. Подробная информация о результатах испытаний можно найти elsewhere.2
Испытание балок
Сборного предварительно напряженного C-канального типа балок моста протестированы в данном исследовании были получены от двух бывших мостов в восточной части Северной Каролины. 30 футов (9,14 м) в длину балки были предварительно напряженных с десятью 250 KSI (1724 МПа), 7 / 16 дюйма (11,1 мм), диаметр стресс-освобожден семь проволоки предварительного натяжения нитей. Пять нити были в каждом веб-тройку, которые твердили с удержание точки, находящейся на середине пролета. Подробная информация о пакете балки усиления, показаны на рис. 2. Два типа материала углепластика была использована в данном исследовании: подвулканизированного полосы и мокрый лежал деятельности листов. Балки EB1S, EB1SB и EB1SB2 были укреплены одна 2 дюйма (51 мм) подвулканизированного ленты в Интернете. Балка EB8SB была укреплена два 2 дюйма (51 мм) листов в Интернете и балки EB9SB была укреплена четыре 2 дюйма (51 мм) листов в Интернете. Все укрепить балки было нарушение сцепления смягчения, состоящий из 10 поперечных углепластика мокрой планировки до U-обертывания (пять на каждой веб-сайтов) на одной стороне только способствовать нарушение сцепления на инструментальной стороне фермы, балки, кроме EB1S, которые имели такую же нарушение сцепления смягчения размещен по всей длине балки.
Подробная информация об укреплении углепластика, показаны на рис. 2 и в таблице 1. Четыре из пучков специально разработан без крепления U-обертывание с одной стороны, для изучения провал IC нарушение сцепления механизмом, а не для достижения конкретных увеличение loadcarrying потенциала. Все материалы были протестированы для определения их напряженно-деформированное поведение в соответствии с соответствующим стандартом ASTM и обобщены результаты приведены в таблице 1 ..
Испытание установки и приборы
Все балки были протестированы с использованием 490 кН МТС гидравлический привод монтируется на стальной раме размещены в середине пролета балки. Нагрузка применяться с использованием стального листа примерно 10 х 20 дюймов (250 х 510 мм [том же районе, области дизайна загрузки указанного AASHTO]) .13 Для моделирования полевых условиях, ферма была поддержана на обоих концах площадки на неопрена , которые, в свою очередь, опирается на стальной пластине. Ширина неопрена кровать была 8,5 дюйма (216 мм), которая предусматривает четкое службы 28,6 футов (8712 мм) для каждого испытания балки. Балки были испытаны первые до растрескивания нагрузки, разгрузки и перезагружает на провал. Это позволило наблюдения трещины возобновлении нагрузку, которая помогала в расчет эффективной предстрессовый force.1 перемещения поведение балки во время тестирования контролировалась на две строки потенциометров размещены на середине пролета и два линейных потенциометра для измерения вертикального перемещения за поддержку . Сжимающие напряжения в конкретных измерялась с помощью комбинации датчиков PI (тензометрических крепится к пластине весной), и две электрические тензометрическим находится в середине пролета.
П. И. датчики были размещены в различных местах на уровне низких напрягаемой нить для измерения ширины трещины и определения деформации профиля по глубине балки. Растяжение профиля деформации в укреплении углепластика измерялась с помощью многочисленных электрического сопротивления тензорезисторов, расположенных в разных местах по всей длине балки ..
Результаты испытаний
Перед укрепления, предварительно напряженных железобетонных балок, используемые в исследовании были аналогичными. Балки EB1S, EB1SB, EB1SB2 и EB8SB были укреплены приблизительно с той же осевой жесткости Е Д / материал FRP и, следовательно, осуществляется так же, до и после раскрытия трещин и после уступая преднапрягающей прядей. Потому что только балки EB1S была укреплена нарушение сцепления смягчения по всей длине, это означает, что наличие U-обертывания не влияет на изгиб трещин. Балка EB9SB был усилен примерно в два раза углепластика осевой жесткости других балок, поэтому было больше жесткости и до и после уступая преднапрягающей прядей. Расстояние между трещины вокруг середине пролета составляла приблизительно 8 дюймов (203 мм) для контроля балки (CS), и примерно 6 дюймов (152 мм) или менее для укрепления балок, которые также множество других ветвления трещины вокруг пальцев изгиб трещины.
Балка EB1S провалились из-за нарушение сцепления СК при нагрузке 39,6 KIPS (176,1 кН), 19,3%-ное увеличение предельной нагрузки по сравнению с контрольной балки (CS). Нарушение сцепления IC произошло быстро и развивалось несмотря на наличие U-обертывания по всей длине балки. Неспособность интерфейс в конкретных интерфейс на середине пролета, но трудно было различить между U-обертывания в других местах. Максимальное измеренное напряжение материала углепластика в середине пролета было 12200 мкм / м, что составляет 71% от разрыва деформации, определяется из материала, тестов. Балки и EB1SB EB1SB2 провалились из-за нарушение сцепления IC по измеренным деформации значения 9960 и 10670 мкм / м, что меньше значения для балки EB1S. Это свидетельствует о том, что наличие U-обертывания по всей длине балки задержали провал IC нарушение сцепления. Для обеих балок, нарушение сцепления начало вблизи середине пролета на стороне без U-обертывания и распространяются быстро в направлении поддержки. Первоначально, произошел сбой в FRP-бетонных интерфейс в бетонный слой поверхности, а затем переместился в углепластика самоклеящиеся интерфейс вне крупной трещины регионе.
На рисунке 3 показана быстрого распространения нарушение сцепления, наблюдаемой в ходе испытания балки EB1SB. Измеряется предельными нагрузками были почти одинаковыми для обеих балок и составляют примерно 8% меньше, балки EB1S с U-обертывания на протяжении всей службы ..
Балка EB8SB провалились из-за разрыва FRP при нагрузке 34,5 KIPS (153,4 кН), несколько ниже, чем Балки EB1SB и EB1SB2, которые были укреплены с той же осевой жесткости FRP. Разрыв произошел в продольном углепластика на месте первой U-обертывание. Незадолго до отказа, трещин был заслушан на FRP-бетонных интерфейс вблизи середине пролета представляющих локализованных нарушение сцепления вокруг изгиба трещины. Инспекционной после испытания показали, что интерфейс плоскости провал до разрушения был FRP-бетонных интерфейс в бетонный слой поверхности. Эта неудача плоскости Между конкретные зубы, образовавшийся между изгиб трещины в середине пролета. Максимальное напряжение зарегистрированных в FRP до разрушения был 9490 мкм / м похож на Балки EB1SB и EB1SB2, но гораздо ближе к разрыву деформации материала измеряется от тестирования.
Балка EB9SB провалились из-за IC нарушение сцепления следует разрыв FRP при нагрузке уровне 40,1 KIPS (178,3 кН). Инспекционной после испытания показали, что отказ самолет в интерфейсе FRPconcrete в бетонный слой поверхности по всей длине debonded, за исключением ближайшем середине пролета, где образование малых конкретные зубы между ветвящихся трещин привели к ущербу на углепластика самоклеящиеся интерфейс до отказа . Максимальное измеренное напряжение в середине пролета был 8680 мкм / м, что меньше других укрепить балки.
Обсуждение результатов испытаний
В этом разделе рассматриваются структурные поведение шесть балок проверили в ходе экспериментального исследования. Обобщенные результаты приведены в таблице 1.
Балка EB1S было нарушение сцепления смягчения расположенных по всей длине балки, что позволило снизить склонность к недостаточности и нарушение сцепления увеличили предельной нагрузки и перемещения в связи с тем из-за нарушение сцепления IC. Для других укрепление балок, конечной перемещения были ниже, чем контроль балки из-за преждевременного нарушение сцепления неудач, который был разработан намеренно для изучения механизма разрушения. Приложенной нагрузки-против-середине пролета перемещения показано на рис. 4 для всех укрепить балки, наряду с unstrengthened балки. Балки с нарушение сцепления по смягчению последствий (EB1S) показали значительно более пластичностью по сравнению с другими укрепить балки. Балка с крупнейшими осевой жесткости FRP (EB9SB) достиг самого высокого значения нагрузки измеряется, что несколько выше, чем балки EB1S и 20,2% выше, чем unstrengthened балки.
От постоянного мониторинга датчиков деформации при материала углепластика, деформации профиля по всей длине балки была создана для различных уровней нагрузки. Деформации профиля балки EB1SB показано на рис. 5, где темные линии представляют собой нагрузку трещин от изгиба и нарушение сцепления провал. Рисунка видно, что растяжения в материале углепластика на уровнях служебной нагрузки, что составляет примерно крекинга нагрузки, значительно ниже штаммов измеряется в нарушение сцепления провал. Нарушение сцепления при условии уменьшения с одной стороны балки EB1SB (правая часть рисунка) означает, что поперечные U-обертывания не влияет на растяжение профиля деформации продольной углепластика, поэтому в ходе последующих испытаний, тензодатчики были сгруппированы по стороне без U-обертывания. Балки и EB1SB2 EB8SB были аналогичные осевой жесткости продольных углепластика в результате аналогичного распределения деформаций. Деформации профиля балки EB9SB, который уже дважды осевой жесткости балок другие испытания, показана на рис.
6. Сравнивая профили деформации балок и EB1SB EB9SB предположить, что внешне связанных мокрый лежал деятельности систем типа может иметь несколько более неравномерным (или зубчатые) распределение деформации из-за конформации укрепления материала перекрытия пучка или в результате увеличение количества приборов ..
Интерфейс касательное напряжение [
... (1)
где д / дх [ На основании склона измеренной деформации растяжения и осевой жесткости материала, стресс интерфейс сдвига вдоль пучка может быть определена. Напряжений сдвига по сравнению с интерфейсом длина балок EB1SB и EB9SB показано на рис. 7 и 8 соответственно. Более равномерное распределение измеряется напряжение на внешних связанных FRP подвулканизированного полосы при условии положительного сдвига интерфейс распределения напряжений более половины балки с максимальным значением 145 фунтов на квадратный дюйм (1,0 МПа), как показано на рис. 7. Напряжений сдвига интерфейс распределения балки EB9SB имеет гораздо более изменчивы распределение с максимумом положительных стоимостью около 340 фунтов на квадратный дюйм (2,34 МПа) и отрицательное значение 100 фунтов на квадратный дюйм (-0,69 МПа). Большая изменчивость в основном за счет комплексного крекинга поведения армированных / из предварительно напряженного железобетона и в результате концентрации напряжений происходит вокруг пальца изгибных трещин.
Распределение интерфейса напряжения сдвига, в частности, рис. 7, показывает, что максимальное напряжение сдвига интерфейса на нарушение сцепления провал может произойти на месте вдоль балки соответствует первому уступая преднапрягающей нитей, в данном случае, около 10,5 футов (2790 мм) от поддержки ..
Средний измеряется нарушение сцепления деформации для балок EB1SB, EB1SB2 и EB8SB, что были укреплены с той же осевой жесткости FRP было примерно 10000 мкм / м, как показано в таблице 1. Используя простые трещинами раздел анализа (подробно elsewhere1), удовлетворяющая равновесия и совместимость раздел для предварительно напряженных балок укрепления бетона и нарушение сцепления штамм 10000 мкм / м, нагрузки и прогиба поведение было предсказать, как показано на рис. 9. Рисунка видно, что если нарушение сцепления штамм, поведение балки можно также предсказать.
СРЕДНИЙ Треск нарушение сцепления DATABASE
Там были многочисленные экспериментальные исследования по изучению явления промежуточных нарушение сцепления трещины. При строительстве базы нарушение сцепления IC, представленные здесь, результаты испытания не были включены, если они имели следующие характеристики:
1. Балки менее 5,9 дюйма (150 мм) в глубину;
2. Балки с сдвига службы к глубине коэффициент менее 2,5;
3. Плита на конец нарушение сцепления;
4. Балки с крепления деталей;
5. Исследования, где нет нарушение сцепления штаммы были предоставлены, и
6. Консольные балки или плиты, балки-конец или других образцов.
Следует отметить, что большинство сообщил штаммы измеряется от электрического сопротивления тензорезисторов размещены на внешней поверхности углепластика после укрепления правило, в течение постоянный момент регион или районах с высоким уровнем момент. Из-за индуцированного концентрации напряжений на внешней связанных пластин из-за трещин от изгиба, эти штаммы могут сообщили значительно различаются, даже если они расположены очень близко друг к другу. Потому что в тестовой конфигурации из четырех пунктов, гибка, самый надежный сообщили нарушение сцепления штаммы являются те, которые являются усредненными постоянными регионе момент. Для тестовой конфигурации с использованием трех точках изгиба, самые надежные значение достигло рекордно высокого уровня стоимости на середине пролета из-за большого высадки в штамм, который происходит как раз от углепластика непосредственно под загрузку месте.
Изменение указанной величины деформации нарушение сцепления может быть также связано с момента, когда напряжение было измерено. В некоторых случаях исследователи деформации при инициировании нарушение сцепления и других перед IC нарушение сцепления недостаточность, разницей, что может быть столько, сколько 230% .14 Из-за больших различий в нарушение сцепления сообщили деформации, некоторые пытались backcalculation в нарушение сцепления штаммов использованием деформации совместимости и равновесия и измеренных значений прикладных load14, однако результаты этой работы оказались безрезультатными.
Из общего числа 38 экспериментальных исследований, лишь 17 были один или несколько образцов удовлетворяющих требованиям предыдущих, в результате чего в общей сложности 47 балки или плиты, включенных в базу данных. В том числе четыре предварительно напряженного бетона C каналов проверяли в рамках этого исследования, которые удовлетворяют требованиям, Есть в общей сложности 51 балки или плиты сообщили в базе данных. Отдельные члены представляют широкий сечение форм и размеров, с глубиной колеблется от нижнего предела 5,9 дюйма (150 мм) до 32,5 дюйма (825 мм). Есть пять T-лучевой разделов и охватывает от 59 до 360 дюйма (1500 до 9140 мм). Сдвиг пролета к глубине отношение испытуемых балок колеблется от 2,65 (вблизи нижней установленного срока) на 10,04. Укрепление колеблется от 0,34 до 2,7%. Некоторые из пучков в значительной степени усилена на сдвиг, а другие не поперечной арматуры. База данных включает в себя три различных материалов FRP: углепластика, арамидного FRP (AFRP), а также стекла FRP (GFRP), которые были установлены с использованием как лежал мокрый метод восстановления и внешних связей подвулканизированного ламинат использованием структурных клея.
Свойства FRP значительно изменяться, и представляют собой как ламинат и свойства волокна для мокрой планировки системами. Некоторые предположения были сделаны в строительство базы данных: 1) если глубина, на растяжение стали D не указан, то он считался 0.9h (где Н-высота раздел) и 2), если модуль сдвига из клея не было предоставлено было считать KSI 145 (1000 МПа). База данных IC нарушение сцепления приведены в таблицах 2 и 3. Полный обзор всех 38 исследований можно найти в другом месте, 1, но исследований, включенных в базу данных на которые ссылается herein.1 ,14-30.
Сравнение существующих моделей
Данный раздел оценивает существующие национальные и международные код уравнений в настоящее время предсказать, растяжения на нарушение сцепления IC. Деформаций в балке перекрытия до укрепления были включены в расчеты подкреплены или из предварительно напряженного железобетона членов, хотя эта величина была небольшой величины.
ACI Комитета 44012 предлагает использовать коэффициент сокращения облигаций? М множитель для определения деформации Значение? М в зависимости от осевой nEftf жесткость материала FRP на единицу ширины и в конечном итоге разрыв деформации материала.
... (2)
в противном случае
... (3)
Предсказал нарушение сцепления деформации на основе этих уравнений плохо коррелирует с измеренным нарушение сцепления деформации из базы данных, как показано на рис. 10. Предсказание с сокращением фактор 10. Уравнение МСА unconservative низкой жесткости FRP и становится несколько более консервативны, как и увеличение жесткости FRP.
Бетонные Society31 и Международной федерацией дю Beton (FIB) 32 имеют аналогичные аналитические модели IC нарушение сцепления на основе подхода, механики разрушения с различными константами калибровки. Нарушение сцепления деформации
... (4)
где Значение кгц является фактором учета состояния уплотнения бетона (кс = 0,67 для FRP связан с бетона с низким уплотнения, например, сталкивается не в контакте с опалубки в процессе литья, в противном случае кс = 1,0). Значение c1 может быть определена экспериментально или может быть равным 0,64. Значение КБ ширина-фактором, равным
... (5)
где BF / BC = 0,33 и р 'представляет собой среднее значение конкретного прочность на растяжение. Прогноз по выдумка уравнения и собрали базу данных приведена на рис. 11. Сравнение показывает, что нарушение сцепления прогноз становится менее консервативны, как и осевой жесткости FRP уменьшается. Было также отмечено, что сдвиг пролета до глубины увеличивается коэффициент, модель становится все более консервативной.
Прогнозирование деформаций нарушение сцепления в соответствии с китайской код задается следующим equation11
... (6)
где КБ ширина фактор, связанный с шириной материала BF FRP к БК материально-технической базы, как следует
... (7)
Значение Ld в формуле. (6), расстояние от конца пластинки в разделе, где плита FRP полностью использованы. Это предполагается равным сдвига службы минус расстояние от конца пластинки FRP на подставке. Значение Когда U-обертывания используются по всей длине балки, в 1,3 раза рекомендуется. Если разработчик имеет достаточный опыт, то При отсутствии U-обертывания используются фактор должен быть равным 1,0. Сравнение предсказал деформации в соответствии с китайской код, как правило, консервативное и хорошо коррелирует с базой данных, как показано на рис. 12.
В нынешнем проекте австралийского стандарта для модернизации железобетона с FRP, уравнение приводится предсказать максимум нарушение сцепления IC деформации в пучок с одной crack.33 уравнение содержит уникальный переменная определяется как длина периметра идеализированной разрушения самолета Lper, как показано на рис. 13. Руководящего признает, что сопротивление IC нарушение сцепления могут быть выше в несколько пучков с изгиб трещины, но нижняя граница стоимость оценивается в
... (8)
Глубина х (на рис. 14) равна толщине слоя бетона пасты в течение IC нарушение сцепления недостаточность, которая отделяется от поверхности бетона, и рекомендуется в качестве 0,0394 дюйма (1 мм). Тс значение нефа БФ является осевой жесткости материала FRP. Значение Эта величина может быть определена для испытания материалов и могут быть приняты равными следующим уравнения, заданного в коде комментарии для пучков укрепить с внешним связанных листов или полос
... (9)
Предсказанные значения нарушение сцепления деформации на основе австралийского подхода аналогичны тем, которые найдены, используя подход выдумка code32, но являются более консервативными, как показано на рис. 14.
Предлагаемая модель ДИЗАЙН
Следующая модель разработки, предложенные авторами, характеризует интерфейса напряжения сдвига, основанного на характере прикладных нагрузки и концентрации напряжений на носки изгиб cracks.1 модель требует расчета изгибных уступая момент моя и соответствующее напряжение уровень материального FRP ( Момент, отвечающий нарушение сцепления провал Mdb может быть рассчитана в предположении, значение нарушение сцепления деформации ( Максимальное касательное напряжение интерфейс
... (10)
Если S является сдвиг пролета и ху расстояние от поддержки к месту первой податливость внутренней прочности стали, которая зависит от условий нагружения. Значение нарушение сцепления деформации до повторного Общей деформации в углепластика (
... (11)
Если общая нагрузка ( Полная информация о предлагаемой модели можно найти elsewhere.1 прогнозирования в соответствии с предложенной модели показан на рис. 15. Следует отметить, что уникальность предлагаемой модели является возможность моделировать поведение предварительно напряженного железобетона разделе явно путем расчета параметров Мои и MDB.
ВЫВОДЫ
Данное исследование дает уникальную информацию о связи поведения предварительно напряженных железобетонных укрепить связанных с внешним углепластика, в частности, связанных с явлением нарушение сцепления IC. Собранных данных и результатов испытаний экспериментальной программы были сопоставлены аналитические модели в национальных документах кода, а также предлагаемую модель введены авторами. Можно сделать следующие выводы добраться из этого исследования:
1. Для большепролетных, изгиб предварительно напряженного железобетона, члены укрепить углепластика без поперечных U-обертывания, общий режим провал IC нарушение сцепления;
2. Подвулканизированного системы углепластика, более склонны к IC нарушение сцепления из-за их большого потенциала растягивающие напряжения и высокой жесткости в связи с большим объемом волокна;
3. Процесс IC нарушение сцепления будет инициировать для подвулканизированного и мокрый лежал деятельности углепластика систем в слой бетона на FRP-бетонных интерфейс;
4. При быстром распространении трещины IC, плоскость разрушения могут переходить через слой клея и по-прежнему вдоль пластины самоклеящиеся интерфейс вне крупной трещины регионе подвулканизированного системы углепластика;
5. Поперечные углепластика U-обертывания, установленных по всему балки длина может увеличить растяжения в продольном подвулканизированного углепластика на IC нарушение сцепления неудачи на целых 20%.
6. Аналитические модели от ACI Комитета 44012 за нарушение сцепления IC настоящее время unconservative и должны быть переоценены;
7. Наиболее консервативные модели в настоящее время является модель представил австралийской Эскизный проект Guideline33 и
8. Предложенная модель обеспечивает относительно точного прогнозирования нарушение сцепления IC и адреса как армированных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.
Авторы
Авторы хотели бы поблагодарить вклад времени и энергии, от П. Зия, К. Харрис, М. Дауд, А. Миллер и К. Вальтер. Исследования средств, полученных от Северной Каролины Департамента транспорта получают высокую оценку наряду со многими другими подрядчиками, FRP производителей, так и инсталляторы, которые щедро пожертвовал времени и материалов. Авторы также хотели бы поблагодарить самоотверженных сотрудников лаборатории построенных объектов (Дж. Аткинсон, Б. Данливи, А. Ионай), которые помогают на всех этапах данного исследования была безмерна.
Ссылки
1. Rosenboom, О. А., "Поведение FRP Ремонт / Укрепление систем для предварительно напряженного железобетона", кандидатская диссертация, Университет штата Северная Каролина, Роли, штат Северная Каролина, 2006, 400 с.
2. Rosenboom, OA; Хасан, ТЗ и Rizkalla, SH, "Поведение при изгибе престарелых предварительно напряженного бетона балок с различными Укрепление FRP Systems," Строительство и строительные материалы, В. 21, № 4, 2007, с. 764-776.
3. Rosenboom О.А., Rizkalla, SH, "Поведение из предварительно напряженного бетона с различными Укрепление системы углепластика, подвергнутого усталостной нагрузки," Журнал композиты для строительства, ASCE, V. 10, № 6, 2006, с. 492-502.
4. Oehlers, DJ, и Моран, ДП ", преждевременного выхода из строя Внешне покрытием железобетонных балок," Журнал зданий и сооружений, В. 116, № 4, 1990, с. 978-995.
5. Эль-Mihilmy, МТ, и Тедеско, JW, "Прогнозирование Анкоридж Неспособность для железобетонных балок с Укрепление армированных волокном полимерные пластины," Структурные ACI Journal, В. 98, № 3, май-июнь 2001, с. 301 - 314.
6. Дэн, JG, и Яо, J., "днище нарушение сцепления в FRP-Plated RC Балки-II: Сила Модель", инженерных сооружений, V. 29, № 10, 2007, с. 2472-2486.
7. Таким образом, М., Хармон, Т. Г. Обложка отслоение R / C-членов, имеющих поверхностного монтажа FRP усиление ", ACI Структурные журнал. (Принято к публикации)
8. Tumialan, G.; Серра, P.; Нанни, A.; и Беларби, A., "Бетонные крышки расслаивания железобетонных балок Укрепление карбона Железобетонная Полимерные Листы", Труды Четвертой Международный симпозиум по армированного волокном полимерные Арматура Железобетонные конструкции (FRPRCS4), MD, 1999, с. 725-735.
9. Рид, CE, а Питерман, RJ, "Оценка из предварительно напряженного бетона балок укрепляясь углеродного волокна Полимерные Листы Железобетонная" Журнал мостов, ASCE, т. 9, № 2, 2004, 185-192 с.
10. Chahrour А., Soudki, К., "Ответ на изгиб железобетонных балок с Укрепление конечного якоре частично связанного углерода армированного волокном полимерные полосы," Журнал композиты в строительстве, т. 9, № 2, 2005, с. 170-177.
11.Ye, Л.; Лу, XZ и Chen, JF, "Разработка предложений по прочности нарушение сцепления FRP Укрепление RC Балки в китайской кодекса Дизайн", Труды Международного симпозиума по Бонд Поведение FRP в структурах (BBFS 2005) , Hong Kong, Китай, декабрь 2005, с. 55-62.
12. ACI Комитет 440 ", проектирования и строительства Внешне Таможенный системы FRP для укрепления бетонных конструкций (ACI 440.2R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2002, 45 с.
13. Американская ассоциация шоссе государства и перевозки должностных лиц ", AASHTO LRFD мост характеристики Дизайн", AASHTO, 2004, 1450 с.
14. Яо, J.; Дэн, JG, и Лам, Л., "Экспериментальное исследование о ракетах средней нарушение сцепления Crack в FRP-Укрепление RC изгиб Участники" Достижения в области строительной техники, V. 8, № 4, 2004, с. 365 - 395.
15. Saadatmanesh, H., и Ehsani, MR, "RC Балки укрепляясь GFRP Плиты, I: экспериментальное исследование" Журнал строительной техники, ASCE, В. 117, № 11, 1991, с. 3417-3433.
16. Spadea, G.; Bencardino, F.; и Swamy, RN, "Структурные Поведение композитных RC пучков с внешней Таможенный углепластика," Журнал композиты для строительства, ASCE, т. 2, № 3, 1998, с. 132 - 137.
17. Каминская, ME, и Kotynia Р., "Экспериментальные исследования по RC пучков укрепляясь углепластика Полосы", доклад № 9, Департамент железобетонных конструкций, Технический университет г. Лодзь, Польша, 2000, 55 с.
18. Matthys, S., "Структурные Поведение и дизайн Бетон членов укрепляясь Внешне Таможенный FRP усиление", диссертации, Гентский университет, Бельгия, 2000.
19. Рахими, H., и Хатчинсон, A., "Укрепление бетонных балок с внешней Таможенный FRP Плиты," Журнал композиты для строительства, ASCE, т. 5, № 1, 2001, с. 44-56.
20. Грейс, Ньюфаундленд; Абдель-Сайед, Г. и Рагеб, WF, "Усиление бетонных балок, используя новаторские пластичные армированных волокном полимерных тканей", ACI Структурные Journal, В. 99, № 5, сентябрь-октябрь 2002, с. 692-700.
21. Fang, TQ, "Исследование U-образный лист Поведение противопехотных нарушение сцепления в бетонная балка Железобетонная Flexurally с FRP," тезис мастера, Tsingua университет, Китай, 2002.
22. Bre 2005, с. 305-313.
23. Kotynia Р., Каминская, ME, "Пластичность и разрушение Режим RC Балки Укрепление на изгиб с углепластика, Доклад № 13, Департамент железобетонных конструкций, Технический университет г. Лодзь, Польша, 2003, 51 с.
24. Чжан, GF; Киси, Н., и Миками, H., "Влияние физических свойств FRPS на прочность при изгибе Укрепление RC Балки," Труды VI Международный симпозиум по FRP Арматура железобетонных конструкций (FRPRCS6), Сингапур, 2003 , с. 327-336.
25. Диас, S.; Juvandes, L.; и Figueiras, J., "Усиление железобетонных конструкций при изгибе с углепластика", Revista ИБРАКОН де Estructuras (Instituto Brasileiro де бетонной), В. 1, № 1, 2004, стр. . 1-19.
26. Khoman, N.; Фостер, SJ, и Смит, ST, "нарушение сцепления Неудача в углепластика Укрепление Бетонные балки", Труды Второй Международной конференции по композиты FRP в строительстве (CICE 2004), Аделаида, Австралия, 2004, с. 505 -512.
27. Пан, JL, и Leung, CK Y ", FRP нарушение сцепления при наличии множественных трещин вдоль бетонной балки", Труды Международного симпозиума по Бонд Поведение FRP в структурах (BBFS 2005), Hong Kong, Китай, 2005, стр. . 283-290.
28. Рив, BZ, "Влияние клей жесткость и углепластика геометрия на поведение Внешне Таможенный углепластика Меры Модернизация учетом Монотонные нагрузки", магистерской, Университет Питтсбурга, Питтсбург, штат Пенсильвания, 2005, 110 с.
29. Аидоо, J.; Харрис, К., и Петру, М. Ф., "Full-Scale Экспериментальное исследование Ремонт железобетонных Межгосударственный мост Использование углепластика материалы" Журнал мостов, ASCE, V. 11, № 3, 2006, стр. . 350-358.
30. Кватлбаум, J.; Харрис, К., и Петру, М. Ф., "Сравнение трех углепластика изгиб Модернизация систем с монотонным нагрузок и усталости," Журнал мостов, ASCE, V. 10, № 6, 2004, с. 731 - 740.
31. Бетонные общества "Дизайн Руководство по усилению железобетонных конструкций Fibre Использование композитных материалов", 55 технических докладов, Великобритания, 2004, 128 с.
32. Международная федерация дю Beton, "Внешне Таможенный FRP Арматура RC структуры" Бюллетень врать 14, Целевая группа 9,3, FRP Арматура железобетонных конструкций, 2001, 138 с.
33. Oehlers, DJ; Seracino, R.; и Смит, ST, "RC структуры оснащаться FRP и листового металла: балок и плит," Стандарты Австралии, 108 с. (В печати)
Входящие в состав МСА Оуэн Rosenboom является преддокторант сотрудник Гонконгского политехнического университета, Гонконг, Китай. Он получил степень доктора наук от Университета штата Северная Каролина, Роли, штат Северная Каролина, в 2006 году. Он является членом комитета ACI 440, армированных волокнами полимерных Укрепление и совместной ACI-ASCE Комитет 423, предварительно напряженного железобетона.
Саами H. Rizkalla, ВВСКИ, является почетный профессор гражданского строительства и строительства в Департамент по гражданским, строительства и инженерной экологии, Университет штата Северная Каролина. Он также является директором Лаборатории построенных объектов и NSF I / UCRC по ремонту сооружений и мостов в Государственном Университете Северной Каролины. Он является членом комитетов МСА 118, использование компьютеров; 440, армированных полимерных арматуры; E803, факультет сети Координационного комитета и совместных ACI-ASCE комитетов 423, предварительно напряженного железобетона, а также 550, сборных железобетонных конструкций.