Cracking and strain analysis of beams reinforced with composite bars

Abstract

The paper discusses the results of experimental and numerical modelling using two beams reinforced with GFRP bars. One beam was made of plain concrete while the other contained short steel fibres. The influence of steel fibres on deflection and cracking behaviour was studied. A comparative analysis of experimental results has shown that steel fibres significantly reduce deflections and average crack width of the beam. Moreover, an addition of steel fibres to the concrete mix led to a more ductile failure mode of the beam. Numerical analysis employing nonlinear finite element software ATENA has revealed that a good agreement between calculated and experimental results regarding an ordinary concrete GFRP reinforced beam can be obtained.

Article in Lithuanian.

Kompozitiniais strypais armuotų sijų pleišėjimo ir deformacijų analizė

Santrauka. Kompozitinės armatūros taikymas betono konstrukcijoms dažnai sukelia šias problemas: neleistinai didelius įlinkius ir atsiveriančius plyšio pločius, trapų konstrukcijų irimą. Straipsnyje pateikiami dviejų vienodos geometrijos kompozitiniais stiklo pluošto strypais armuotų sijų eksperimentiniai ir skaitiniai tyrimai. Vienoje iš sijų į betono mišinį papildomai įdėta plieno plaušo fibrų. Bandymo metu matuoti vidutiniai sijų kreiviai, įlinkiai ir atsiveriantys plyšio pločiai. Atlikus lyginamąją analizę pastebėta, kad plieno plaušo naudojimas padidina stiklo pluoštu armuotų sijų standumą, atsparumą pleišėjimui, sijų suirimo pobūdis tampa plastiškesnis. Sijas sumodeliavus netiesine baigtinių elementų programa ATENA gautas geras eksperimentinių ir skaitinių rezultatų sutapimas įprasto betono stiklo pluošto armatūra armuotai sijai.

Raktiniai žodžiai: armuotas betonas; stiklo pluošto armatūra; GFRP; pleišėjimas; eksperimentiniai tyrimai; skaitinis modeliavimas

Keyword : reinforced concrete, glass fiber reinforced polymer, GFRP, cracking, experimental research, finite element model