Streszczenie: W artykule przedstawiono badania nośności na ścinanie płyt z betonu zwykłego oraz lekkiego zbrojonego prętami kompozytowymi GFRP (ang. Glass Fibre Reinforced Polymer), w schemacie czteropunktowego zginania. Wykonano i poddano obciążeniu statycznemu łącznie 7 płyt betonowych o długości 2,8 m, szerokości 1,0 m i grubości 18 cm.Analizowano wpływ takich czynników, jak rodzaj betonu (zwykły, lekki), stopień zbrojenia i jego konfiguracja, obecność zbrojenia górnego a zachowanie się badanych płyt pod obciążeniem oraz ich nośność na ścinanie.Weryfikowano wybrane normowe modele obliczeniowe do określania nośności na ścinanie elementów zbrojonych prętami kompozytowymi. Stwierdzono brak wystarczająco wiarygodnej procedury obliczeniowej do wyznaczania nośności na ścinanie płyt z betonu lekkiego zbrojonego prętami GFRP.

Słowa kluczowe: beton lekki; zbrojenieGFRP; płyty betonowe; nośność na ścinanie; badania doświadczalne; modele obliczeniowe

 

 

Abstract: This paper evaluates the shear behaviour of simply supported normal-weight and lightweight concrete slabs reinforced with glass fibre reinforced polymer (GFRP) rebars and subjected to four-point static loading.Atotal of seven concrete slabs of 2.8m long, 1.0mwide and 0.18mdeep,were constructed and tested.Different parameters like type of concrete (normal – and lightweight), reinforcement ratio, reinforcement configuration and the existence of top reinforcement are considered in order to assess their influence on static behaviour and shear strength of concrete slabs. Furthermore several codes and theoretical models applied for predicting shear strength of concrete members reinforced with GFRP rebars have been compared with test results, and the discrepancies and compatibilities have been established and discussed. The lack of code models to predict accurately shear strength of LWconcrete slabs reinforced with GFRP has been revealed.

Keywords: lightweight concrete; GFRP reinforcement; concrete slabs; shear strength; experimental test; code models.

 

[1] ACI 440.1R. 2006. Guide for the design and construction of structural concrete reinforced with FRP bars.
[2] ACI 440.1R. 2015. Guide for the design and construction of structural concrete reinforced with Fiber-Reinforced Polymer (FRP) bars.
[3] CNR-DT 203. 2006. Guide for the Design and Construction of Concrete Structures Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer Bars.
[4] CSAS806. 2002.Design and construction of building components with fibre-reinforced polymers.
[5] CSA S806. 2012. Design and construction of building structures with fibre-reinforced polymers.
[6] DIN 1048-5. 1991. Testing concrete; testing of hardened concrete (specimens prepared in mould).
[7] ISO 10406-1. 2015. Fibre-reinforced polymer (FRP) reinforcement of concrete – Test methods – Part 1: FRP bars and grids.
[8] JSCE, 1997. Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials.
[9] Liu Ruifen, Chris Pantelides. 2013. „Shear strength of GFRP reinforced precast lightweight concrete panels.” Construction and BuildingMaterials 48: 51 – 58. DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2013.06.057.
[10] Markiewicz Barbara, Karol Pereta, Grzegorz Piatkowski. 2015. „The dynamic properties of the bridge deck model reinforced with FRP bars.” MATEC Web of Confrences, 24, 09005. DOI: 10.1051/matecconf/20152409005.
[11] PN-EN 12390-1:2013. Badania betonu. Część 1: Kształt, wymiary i inne wymagania dotyczące próbek do badaniai form.
[12] PN-EN 12390-2:2011. Badania betonu. Część 2: Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych.
[13] PN-EN 12390-3:2011. Badania betonu. Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
[14] PN-EN 12390-6: 2011. Badania betonu. Część 6: Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek do badań.
[15] PN-EN 1992-1-1:2008. Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
[16] Siwowski Tomasz, Damian Kaleta,Mateusz Rajchel, LechWłasak. 2017. „The first Polish road bridge made of FRP composites.” Structural Engineering International 27 (2): 308 – 314. DOI: 10.2749/101686617X14881932436339.
[17] WiaterAgnieszka, Tomasz Siwowski. 2017. „Nośność na ścinanie zginanych elementów betonowych zbrojonych prętami kompozytowymi FRP w świetle wybranych procedur obliczeniowych.” Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury/Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, 64 (2/II/17): 267 – 297. DOI: 10.7862/rb.2017.98
[18] WiaterAgnieszka, Tomasz Siwowski. 2017. „Lightweight concrete bridge deck slabs reinforced with GFRP composite bars.” Roads and Bridges – Drogi i Mosty, 16 (4): 279 – 293. DOI: 10.7409/rabdim.017.018
[19] WiaterAgnieszka. 2017. „Research on the lightweight concrete bridge deck slabs reinforced with GFRP composite bars.” Architecture – Civil Engineering – Environment, ACEE, 10 (4): 115 – 120. DOI: 10.21307/acee-2017-055.

Przyjęto do druku: 03.03.2020 r.