Calculating the carrying capacity of flexural prestressed concrete beams with non-metallic reinforcement

Abstract

The article reviews moment resistance design methods of prestressed concrete beams with fibre-reinforced polymer (FRP) reinforcement. FRP tendons exhibit linear elastic response to rupture without yielding and thus failure is expected to be brittle. The structural behaviour of beams prestressed with FRP tendons is different from beams with traditional steel reinforcement. Depending on the reinforcement ratio, the flexural behaviour of the beam can be divided into several groups. The numerical results show that depending on the nature of the element failure, moment resistance calculation results are different by using reviewed methods. It was found, that the use of non-metallic reinforcement in prestressed concrete structures is effective: moment capacity is about 5% higher than that of the beams with conventional steel reinforcement.

Article in Lithuanian.

Lenkiamų iš anksto įtemptų gelžbetoninių sijų su neplienine armatūra normalinio pjūvio laikomosios galios skaičiavimas

Santrauka. Straipsnyje aptarti lenkiamųjų iš anksto įtemptų gelžbetoninių sijų su neplienine (angl. non-metallic) arba kompozitine armatūra normalinio pjūvio laikomosios galios skaičiavimo metodai. Neplieninė armatūra iki pat lenkiamų gelžbetoninių ar iš anksto įtempto gelžbetonio elementų laikomosios galios netekimo išlaiko tamprumo savybes. Šia armatūra armuotų sijų, lyginant su tradicine plieno armatūra, elgsena skiriasi. Galimi keli kompozitine (FRP) armatūra armuotų lenkiamųjų elementų suirimo atvejai. Skaičiavimo rezultatai rodo, kad priklausomai nuo elemento suirimo pobūdžio, remiantis straipsnyje aptartais metodais, normalinio pjūvio laikomosios galios skaičiavimų rezultatai skiriasi. Nustatyta, kad neplieninės armatūros naudojimas iš anksto įtemptose konstrukcijose yra efektyvus: laikomoji galia gali būti apie 5 % didesnė už sijų su įprastine plienine armatūra laikomąją galią.

Reikšminiai žodžiai: anglies pluošto armatūra, įtemptasis gelžbetonis, pusiau pusiausviro suirimo metodas, Collinso betono modelis.

Keyword : carbon fiber reinforced polymer (CFRP) reinforcement, prestressed concrete, Collins concrete model, quasi – balanced failure method