ANCHORAGE SYSTEMS IN FRP – STRENGTHENED REINFORCED CONCRETE

The main aim of this article was to present recently evolved methods of strengthening flexural reinforced concrete beams, as well as the concrete-anchorage system bond strength problems in composites that were either surface mounted or inserted in the pre-cut grooves in the concrete cover. The focus is on the beams strengthened with the carbon FRP (CFRP – carbon fiber reinforced polymer) composites to show the basic advantages and drawbacks associated with their installation and bond performance. Domestic and foreign experiments investigating the EBR and NSMR strengthening systems were discussed to show their efficacy, common failure modes and the factors initiating the debonding process. Debonding problems and solutions to those problems were illustrated using the example of a composite material attached to the outer surface of concrete in the shear zone of reinforced concrete beams The article provides guidelines for checking the anchorage capacity for the existing longitudinal reinforcement with the simultaneous action of bending moment and shear force in the support zone of the reinforced concrete beam.

Full text (pdf)

1. Ciesielski J.: Łączenie i naprawy konstrukcji betonowych za pomocą żywic epoksydowych, Arkady, Warszawa 1976.
2. Urban T.: Wzmacnianie konstrukcji żelbetowych metodami tradycyjnymi, PWN, Warszawa 2015.
3. Rybak M., Łagoda M.: Wzmocnienie mostów betonowych za pomocą przyklejanego zbrojenia zewnętrznego., XVIII konferencja Naukowo-techniczna Szczecin-Międzyzdroje, Awarie budowlane, 1997, Tom 1, s. 41–50.
4. Kotynia R.: Analysis of reinforced concrete beams strengthened with near surface mounted FRP reinforcement, Archives of Civil Engineering, LII 2, 2006, s. 305–317.
5. Kotynia R.: Przyczepnościowe metody wzmacniania konstrukcji żelbetowych przy użyciu naprężonych kompozytów polimerowych, Przegląd Budowlany 7–8/2015, s. 49–56.
6. Scott T. Smith, Shenghua Hu, SeoJin Kim, Rudolf Seracino: FRP-strengthened RC slabs anchored with FRP anchors, Engineering Structures, Volume 33, Issue 4, April 2011, pp. 1075–1087.
7. Siwowski T., Michałowski J., Błażewicz S.: Nowy system sprężenia taśm kompozytowych CFRP do wzmocnienia mostów, XXIV konferencja Naukowo-techniczna Szczecin-Międzyzdroje, Awarie budowlane, 26-29 maja 2009, s. 947–960.
8. Paśko P., Piątek B., Siwowski T.: Badania zakotwień w systemie Wzmocnienia konstrukcji sprężonymi taśmami CFRP, Budownictwo i Architektura 13(3) 2014, s. 143–150.
9. Kanakubo T., Aridome Y., Fujita N.,Matsui M.: Development of Anchorage System for CFRP Sheet in Strengthening of Reinforced Concrete Structures, 12WCEE, 2000, s. 1831–1838.
10. Geoffrey N. McGuirk, Sergio F. Breña: Development of anchorage system for FRP strengthening applications using integrated FRP composite anchors, Report submitted to theConcrete Research Council of the ACI Foundation, October 2012.
11. FIB 14, Externally bonded FRP reinforcement for RC structures.
12. Kotynia R., Staśkiewicz M.: Analiza efektywności wzmocnień żelbetowych elementów zginanych za pomocą wstępnie naprężonych kompozytów CFRP. Budownictwo i Architektura 12(1) 2013, s. 131–138.
13. Bodzak P.: Wpływ gatunku stali zbrojenia głównego na nośność na zginanie i graniczne odkształcenia kompozytu przy wzmacnianiu taśmami CFRP, Przegląd Budowlany 11/2017, s. 47–51.
14. Sena-Crus J., Baros J.: Bond between near-surface mounted carbon-fiber-reinforced polymer laminate strips and concrete, Journal of composites for construction, Volume 8, Issue 6, December 2004, s. 519–527.
15. Kotynia R.: Przyczepność zbrojenia kompozytowego do betonu w żelbetowych elementach wzmocnionych za pomocą materiałów kompozytowych, zeszyt nr 16, Łódź 2008.
16. PN-EN-1992-1-1 Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu-Część 1-2: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
17. Adjukiewicz A.: Eurokod 2 – Podręczny skrót dla projektantów konstrukcji żelbetowych, Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków 2009.
18. Bacharz K, Goszczyńska B., Wpływ długości zakotwienia zbrojenia głównego na nośność strefy przypodporowej belek żelbetowych, Konstrukcje betonowe i metalowe, Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2015.
19. Knauff M.: Wpływ siły poprzecznej na zbrojenie podłużne belek żelbetowych – uwagi o zasadach konstruowania, Inżynieria i Budownictwo 10 (2004), s. 549–552.
20. Kanuff M.: Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2, Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2012.