Innovative Design of FRP Combined with Concrete: Long-Term Behavior

Deskovic, Nikola; Meier, Urs; Triantafillou, Thanasis

doi:10.1061/(asce)0733-9445(1995)121:7(1079)

Cited by 40 publications

(20 citation statements)

References 3 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Taka forma pracy i zniszczenia dźwigara została scharakteryzowana jako swoista "pseudo-plastyczność", pozwalająca na wczesne "ostrzeganie" przed nagłym zniszczeniem dźwigara, charakterystycznym dla konstrukcji w pełni kompozytowej. Jest to jedna z charakterystycznych cech dźwigarów hybrydowych, potwierdzona także w kolejnych badaniach [6], [7]. Bardzo podobny dźwigar był przedmiotem badań i późniejszego wdrożenia w Australii [8].…”

Section: Ewolucja W Kształtowaniu Dźwigarów Hybrydowychunclassified

Kształtowanie Mostowych Dźwigarów Hybrydowych Typu „kompozyt FRP – Beton”

Siwowski¹

2016

ZNPRzBiS

View full text Add to dashboard Cite

KSZTAŁTOWANIE MOSTOWYCH DŹWIGARÓW HYBRYDOWYCH TYPU "KOMPOZYT FRP -BETON"Pomimo wielu przewag w stosunku do konwencjonalnych materiałów budowlanych, współczesny rozwój zastosowań kompozytów FRP w budownictwie mostowym jest ograniczony ze względu na wysoki koszt początkowy oraz zbyt małą sztywność elementów konstrukcyjnych. W celu redukcji tych ograniczeń od blisko 20 lat w wielu krajach testuje się rozwiązania mieszane (hybrydowe), łączące kompozyty FRP z konwencjonalnymi materiałami budowlanymi, w tym głównie z betonem. Kształtowanie konstrukcji hybrydowej, bazujące na właściwościach poszczególnych materiałów składowych, ma na celu zwiększenie sztywności i redukcję kosztów, bez utraty nośności, lekkości i łatwości budowy mostów z takich dźwigarów. W artykule przedstawiono ewolucję w kształtowaniu hybrydowych dźwigarów mostowych typu "kompozyty FRP -beton" na przestrzeni ponad 20 lat. Podano także podstawowe zasady kształtowania dźwigarów hybrydowych, wynikające z przeprowadzonej analizy, a także wskazano kierunki dalszych badań, niezbędnych w celu upowszechnienia tych innowacyjnych konstrukcji mostowych.Słowa kluczowe: dźwigar hybrydowy, kompozyt FRP, płyta betonowa, kształto-wanie, most drogowy WprowadzenieJednym z głównych problemów budownictwa mostowego jest znacząca redukcja trwałości konstrukcji mostowych spowodowana korozją stali i betonu. Zjawisko to jest potęgowane przez stosowanie soli do zwalczania śliskości dróg, jak to ma miejsce w Polsce i w krajach o podobnym klimacie. W konsekwencji prowadzi to zazwyczaj do konieczności przedwczesnego generalnego remontu i/lub wymiany (przebudowy) całego mostu. Jednym ze współczesnych rozwią-zań tego problemu jest zastosowane do budowy mostów kompozytów konstrukcyjnych FRP (fibre reinforced polymers). Kompozyty FRP dzięki swoim dosko- nałym właściwościom, jak duża wytrzymałość, wysoka trwałość i odporność na korozję oraz mały ciężar (lekkość), stają się współcześnie pełnoprawnym, obok betonu i stali, materiałem konstrukcyjnym, branym pod uwagę przy projektowaniu i budowie mostów [1].Jednakże pomimo wielu przewag w stosunku do konwencjonalnych materiałów budowlanych, współczesny rozwój zastosowań kompozytów FRP w budownictwie mostowym jest ograniczony do dwóch obszarów: napraw i wzmocnień konstrukcji istniejących oraz wymiany żelbetowych płyt pomostowych. Głównym powodem tak ograniczonego zastosowania jest wysoki koszt począt-kowy kompozytów, zbyt mała sztywność elementów konstrukcyjnych, wykonywanych głównie z kompozytów na bazie włókien szklanych (GFRP -glass fibre reinforced polymers), a także nagła postać zniszczenia kompozytu, niedopuszczalna w konstrukcjach budowlanych. Podczas gdy problem wysokiej ceny początkowej może zostać wkrótce rozwiązany za pomocą masowej i zautomatyzowanej produkcji przemysłowej elementów kompozytowych, tak problem braku sztywności i bezpiecznej postaci zniszczenia może być rozwiąza-ny jedynie przez innowacyjne rozwiązania projektowe [2].W celu redukcji wymienionych ograniczeń, od blisko 20 lat w wielu krajach testuje się rozwiązania...

show abstract

Section: Ewolucja W Kształtowaniu Dźwigarów Hybrydowychunclassified

Kształtowanie Mostowych Dźwigarów Hybrydowych Typu „kompozyt FRP – Beton”

Siwowski¹

2016

ZNPRzBiS

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The long-term bending curvatures could be reasonably predicted by a simple analytical model that considers the high strength concrete's compression creep as the deformation controlling mechanism, while as pointed out at the beginning of Section 4, the prestressed CFRP tendons and the bond thereof to the HPSC are assumed not to creep [25]. This modeling is based on a similar approach as described in [37]. In particular, the controlling creep law for the HPSC was estimated by performing two outdoor compression creep and shrinkage experiments on unreinforced HPSC hollow cylinders of a diameter of 100 mm, a wall thickness of 26 mm (the same cross-section of the poles) and a height of 360 mm for eight months near the bending creep test rigs.…”

Section: Long-term Bending Behavior Outdoorsmentioning

confidence: 99%

“…13 and 14 from the beginning of the creep tests), predominantly, the concrete compression zone creeps under the long-term load, while the load bearing capacity of the concrete in the tensile zone is neglected. In [37], a model to calculate long-term bending curvatures was developed for a concrete-GFRP-CFRP hybrid beam. The authors assumed that shrinkage and creep of the hybrid beam components can be modeled by strain and stress redistribution to satisfy the equilibrium and kinematic compatibility conditions.…”

Section: Long-term Bending Behavior Outdoorsmentioning

confidence: 99%

“…The iteration of ε c (t, r a ) till equilibrium of the internal moment with the (external) bending creep moment is reached, provides the desired strain-plane of the cross-section after loading time t. During iteration, the failure strains of CFRP (21‰) and HPSC compressive edge (−6‰) are checked for. In accordance with [37], the assumption is made that the failure strains of CFRP and HPSC are independent of the creep time. The bending creep curvatures of poles Nos.…”

Section: Long-term Bending Behavior Outdoorsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Long-Term Bending Creep Behavior of Thin-Walled CFRP Tendon Pretensioned Spun Concrete Poles

2014

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

This paper discusses the long-term behavior of a series of highly-loaded, spun concrete pole specimens prestressed with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) tendons, which were subjected to outdoor four-point bending creep tests since 1996 in the frame of collaboration with the Swiss precast concrete producer, SACAC (Società Anonima Cementi Armati Centrifugati). The 2 m span cylindrical beams studied are models for lighting poles produced for the last 10 years and sold on the European market. Five thin-walled pole specimens were investigated (diameter: 100 mm; wall-thickness: 25-27 mm). All specimens were produced in a pretensioning and spinning technique and were prestressed by pultruded CFRP tendons. Initially, two reference pole specimens were tested in quasi-static four-point bending to determine the short-term failure moment and to model the short-term flexural behavior. Then, three pole specimens were loaded to different bending creep moments: while the lowest loaded specimen was initially uncracked, the second specimen was loaded with 50% of the short-term bending failure moment and exhibited cracking immediately after load introduction. The highest loaded pole specimen sustained a bending moment of 72% of the short-term bending failure moment for 16.5 years before failing in July 2013, due to the bond failure of the tendons, OPEN ACCESSPolymers 2014, 6 2066 which led to local crushing of the high-performance spun concrete (HPSC). Besides this, long-term monitoring of the creep tests has shown a limited time-and temperature-dependent increase of the deflections over the years, mainly due to the creep of the concrete. A concrete creep-based model allowed for the calculation of the long-term bending curvatures with reasonable accuracy. Furthermore, the pole specimens showed crack patterns that were stable over time and minimal slippage of the tendons with respect to the pole's end-faces for the two lower load levels. The latter proves the successful and durable anchorage of these novel CFRP prestressing tendons in thin-walled, precast concrete members under realistic long-term service loads.

show abstract

“…Custom designed beams have been proposed to address these shortcomings albeit with mixed success. The most successful are those that combine FRP with a core material, such as concrete [1,2]. These concrete filled beams appear to have solved many problems.…”

Section: New Beam Prototypementioning

confidence: 99%

Design and analysis of a composite beam for infrastructure applications - Part I: Preliminary investigation in bending

Springolo¹,

Erp²,

Khennane³

2006

IJMPT

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:The objective of this study is to contribute to the development of a composite beam for use in civil engineering systems. Based on the limitations in existing concepts, a new beam design is proposed and its behaviour studied. Using the classical beam theory, the Timoshenko beam theory, the Timoshenko plate theory, as well as the transformed section approach, borrowed from reinforced concrete, a simplified analytical approach, which could be used in design, is developed to conduct first and second order analysis of the proposed beam in order to achieve a rational sizing of its section before a rigorous testing regime is carried out. Finally, to validate the analytical model and gain confidence in the design, the analytical and experimental results are compared to a rigorous non linear finite element solution. It was found that the analytical model agreed relatively well with the experiments and the FE analyses, giving confidence in the validity of the underlying assumptions.

show abstract

Innovative Design of FRP Combined with Concrete: Long-Term Behavior

Cited by 40 publications

References 3 publications

Kształtowanie Mostowych Dźwigarów Hybrydowych Typu „kompozyt FRP – Beton”

Kształtowanie Mostowych Dźwigarów Hybrydowych Typu „kompozyt FRP – Beton”

Long-Term Bending Creep Behavior of Thin-Walled CFRP Tendon Pretensioned Spun Concrete Poles

Design and analysis of a composite beam for infrastructure applications - Part I: Preliminary investigation in bending

Contact Info

Product

Resources

About