DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.7(38).1.56-76

Деформативність та тріщиностійкість пошкоджених балок з базальтопластиковою арматурою, підсилених вуглепластиковим полотном

І.А. Карпюк, В.M. Карпюк, А.І. Костюк, Р.В. Глібоцький, О.О. Постернак

Об авторах

І.А. Карпюк, доцент, кандидат технічних наук, Одеська державна академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна, e-mail: irina.carpyuk@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-3437-5882

В.M. Карпюк, професор, доктор технічних наук, Одеська державна академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна, e-mail: v.karpiuk@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-4088-6489

А.І. Костюк, доцент, кандидат технічних наук, Одеська державна академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна, e-mail: isi@ogasa.org.ua, ORCID ID: 0000-0002-5642-2443

Р.В. Глібоцький, аспірант, Одеська державна академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна, e-mail: romich.gl@gmail.com

О.О. Постернак, доцент, кандидат технічних наук, Одеська державна академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна, e-mail: alex.bk@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-7016-6941

Анотація

В роботі наведені результати досліджень деформативності та тріщиностійкості доведених у попередніх випробуваннях до граничного стану (ULS) базальтобетонних балок, підсилених зовнішнім фіброармованим пластиком (CFRP). Ці дані представлені у вигляді експериментально – статистичних залежностей основних параметрів працездатності дослідних зразків від конструктивних чинників та рівнів малоциклового повторного навантаження. Найбільший вплив на деформативність матеріалів та дослідних зразків – пошкоджених базальтобетонних балок, підсилених вуглепластиком, мають: величина відносного прольота зрізу (а/h0), потім – клас бетону (C) і ,наостанок, коефіцієнт поперечного армування ( ) їхніх приопорних ділянок.

Ключові слова

пошкоджені базальтобетонні балки; підсилення приопорних ділянок вуглепластиковими сорочками; підкріплення нижніх розтягнутих зон вуглепластиковими полотнами; деформативність бетону, арматури і фіброармованого пластика; тріщиностійкість балок; експериментально-статистичні залежності

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Karpiuk, I., Danilenko, D., Karpiuk, V., Danilenko, A. & Lyashenko, T. (2021). Bearing capacity of damaged reinforced concretebeams strengthened with metal casing. Acta Polytechnica, 61(6). P. 703–721, https://ojs.cvut.cz/ojs/index.php/ap/article/view/7020 [in English].

2. Abed, R.J. , Mashrei, M.A. & Sultan, A.A. (2022). Flexural behavior of reinforced concrete beams strengthened by carbon fiber reinforced polymer using different strengthening techniques. Advances in Structural Engineering. Vol. 25(2), 355 - 373, https://doi.org/10.1177/13694332211049992 [in English].

3. Hamed Jafarzadeh, Mahdi Nematzadeh, (2022). Flexural strengthening of fire—damaged GFRP—reinforced concrete beams using CFRP sheet: Experimental and analytical study. Composite Structures, Vol. 288, 115378. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.115378 [in English].

4. Mohammad A. Alhassan, Rajai Z. Al-Rousan, Ibrahim S. Alomari & Layla Amaireh. (2022). Shear response of RC beams encompassing hybrid CFRP strips and steel stirrups: Beam depth effect. Structures, Vol. 38, 781-796, https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.02.043 [in English].

5. Ahmed S.D. AL-Ridha, Kamal Sh. Mahmoud & Ali F. Atshan, (2022). Effect of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminates on behaviour of flexural strength of steel beams with and without end anchorage plates, Materials Today. Proceedings, Vol. 49, Part 7, 2778-2785, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.313 [in English].

6. Zhang Jiawei, Li Hang, Liu Shengwei, Zhang Xiangyan, Yang Chenghong & Zhang Rongling (2022). Bond behavior of the CFRP-concrete interface under combined sustained load and sulfate erosion. Structures, Vol. 35, 551-564, https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.11.029 [in English].

7. Jamal A. Abdalla, Rami A. Hawileh & Hayder A. Rasheed (2022). Behavior of Reinforced Concrete Beams Strengthened in Flexure using Externally Bonded Aluminum Alloy Plates. Procedia Structural Integrity, Vol. 37, 652-659, https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.01.134 [in English].

8. Zhen—wen Zhang, Zi-hua Zhang, Xuan Wang, Chun-heng Zhou. (2022). Dynamic and static interfacial bonding properties of CFRP–concrete subjected to freeze–thaw cycles. Structures, Vol. 37, 947—959, https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.01.049 [in English].

9. Azer Maazoun, Stijn Matthys, Oussama Atoui, Bachir Belkassem & David Lecompte. (2022). Finite element modelling of RC slabs retrofitted with CFRP strips under blast loading. Engineering Structures, Vol. 252, 113597, https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.113597 [in English].

10. Alan Saeed Abdulrahman & Mohamed Raouf Abdul Kadir. (2021). Behavior and flexural strength of fire-damaged high-strength reinforced rectangular concrete beams with tension or compression zones exposed to fire repaired with CFRP sheets. Case Studies in Construction Materials, Vol. 15, e00779, https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00779 [in English].

11. Blikharskyy, Y., Khmil, R. & Blikharskyy, Z. (2018). Research of RC columns strengthened by carbon FRP under loading. MATEC Web of Conferences, Vol. 174, https://doi.org/10.1051/matecconf/201817404017 [in English].

12. Karpiuk, V., Tselikova, A., Khudobych, A., Karpiuk, I.. & Kostyuk, A. (2020). Study of strength, deformability property and crack resistance of beams with BFRP. Eastern-European journal of enterprise technologies. Vоl. 4/7 (106), 42-53, http://journals.uran.ua/eejet/article/view/209378/211998 [in English].

13. Karpiuk, K.V., Syomina, Yu. & Antonova, D. (2019). Calculation Models of the Bearing Capacity of Span Reinforced Concrete Structures Support Zones. Materials Science Forum: Actual Problems of Engineering Mechanics. Vol. 968, 209 - 226, https://www.scientific.net/MSF.968.209 [in English].

14. Organization Standard. Reinforcement of reinforced concrete structures with Sika® composite materials. STO13613997-001-2011. Moscow: TsNIIPromzdaniy OJSC, Zika [in English].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  1. I. Karpiuk, D. Danilenko, V. Karpiuk, A. Danilenko, T. Lyashenko Bearing capacity of damaged reinforced concretebeams strengthened with metal casing. Acta Polytechnica. 61(6):703–721, 2021. https://ojs.cvut.cz/ojs/index.php/ap/article/view/7020
  2. R.J. Abed, M.A. Mashrei, A.A. Sultan Flexural behavior of reinforced concrete beams strengthened by carbon fiber reinforced polymer using different strengthening techniques. Advances in Structural Engineering. Vol. 25(2), 355-373, 2022. https://doi.org/10.1177/13694332211049992
  3. Hamed Jafarzadeh, Mahdi Nematzadeh, Flexural strengthening of fire-damaged GFRP-reinforced concrete beams using CFRP sheet: Experimental and analytical study. Composite Structures, Vol. 288, 115378, 2022. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.115378
  4. Mohammad A. Alhassan, Rajai Z. Al-Rousan, Ibrahim S. Alomari, Layla Amaireh, Shear response of RC beams encompassing hybrid CFRP strips and steel stirrups: Beam depth effect. Structures, Vol. 38, 781—796, 2022. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.02.043
  5. Ahmed S.D. AL—Ridha, Kamal Sh. Mahmoud, Ali F. Atshan, Effect of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminates on behaviour of flexural strength of steel beams with and without end anchorage plates. Materials Today: Proceedings, Vol. 49, Part 7, 2778-2785, 2022. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.313
  6. Zhang Jiawei, Li Hang, Liu Shengwei, Zhang Xiangyan, Yang Chenghong, Zhang Rongling, Bond behavior of the CFRP-concrete interface under combined sustained load and sulfate erosion. Structures. Vol. 35, 551-564, 2022. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.11.029
  7. Jamal A. Abdalla, Rami A. Hawileh, Hayder A. Rasheed, Behavior of Reinforced Concrete Beams Strengthened in Flexure using Externally Bonded Aluminum Alloy Plates, Procedia Structural Integrity, Vol. 37, 652—659, 2022. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.01.134
  8. Zhen—wen Zhang, Zi—hua Zhang, Xuan Wang, Chun—heng Zhou, Dynamic and static interfacial bonding properties of CFRP–concrete subjected to freeze–thaw cycles. Structures. Vol. 37, 947-959, 2022. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.01.049
  9. Azer Maazoun, Stijn Matthys, Oussama Atoui, Bachir Belkassem, David Lecompte, Finite element modelling of RC slabs retrofitted with CFRP strips under blast loading, Engineering Structures, Vol. 252, 113597, 2022. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.113597
  10. Alan Saeed Abdulrahman, Mohamed Raouf Abdul Kadir, Behavior and flexural strength of fire-damaged high-strength reinforced rectangular concrete beams with tension or compression zones exposed to fire repaired with CFRP sheets, Case Studies in Construction Materials, Volume 15, 2021, e00779, https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00779
  11. Y. Blikharskyy, R. Khmil, and Z. Blikharskyy, Research of RC columns strengthened by carbon FRP under loading, in MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 174, https://doi.org/10.1051/matecconf/201817404017
  12. Karpiuk V., Tselikova A., Khudobych A., Karpiuk I., Kostyuk A. Study of strength, deformability property and crack resistance of beams with BFRP. Eastern - European journal of enterprise technologies. Харків, Vоl. 4/7 (106), 42-53, 2020. http://journals.uran.ua/eejet/article/view/209378/211998
  13. K. V. Karpiuk, Yu. Syomina., D. Antonova Calculation Models of the Bearing Capacity of Span Reinforced Concrete Structures Support Zones. Materials Science Forum: Actual Problems of Engineering Mechanics. Vol. 968, 209-226, 2019. https://www.scientific.net/MSF.968.209
  14. Organization Standard. Reinforcement of reinforced concrete structures with Sika® composite materials. STO13613997-001-2011. Moscow: TsNIIPromzdaniy OJSC, Zika.

Copyright (c) 2023 І.А. Карпюк, В.M. Карпюк, А.І. Костюк, Р.В. Глібоцький, О.О. Постернак