Shear strengthening of reinforced concrete beams with SHCC-FRP panels

Tese de Doutoramento em Engenharia Civil

Disseny d’un banc d’assaig d’efectes diferits en elements de formigó armat amb barres FRP

L'objectiu d'aquest projecte és el disseny dels bancs d'assaig necessaris per poder realitzar tres assajos de fisuració i deformació diferida al laboratori de resistència de materials de la UdGsobre provetes i bigues de formigó armat amb FRP i estudiar- ne el comportament. El primer assaig és el de fluència del formigó, on es sotmet una proveta a una compressió mantinguda en el temps. El segon assaig és un de tracció directa, on s'aplica una càrrega a tracció mantinguda en el temps en una proveta de formigó armat amb una barra FRP de reforç intern. El tercer és un assaig a flexió, on es carregarà una biga a flexió durant un període llarg de temps

Reforç d’un element estructural mitjançant l’adhesió de làmines de compòsits reforçats amb fibres (FRP)

Aquest treball final de carrera és un estudi del reforç d’un element estructural de formigó per mitjà de fibres FRP. Podem assimilar-lo a una guia pràctica per tal que un enginyer ambconeixements de construcció, pugui reforçar un membre que ha sofert danys produïts peraguantar càrregues, oscil·lacions, etc.per les que no havia estat dissenyat. El projecte conté teoria del FRP per tal de conèixer el material que utilitzarem pel nostre reforç, les normatives i prenormatives que s’utilitzen per fer el disseny, i un exemple pràctic de càlcul del reforç d’una biga sotmesa a flexió i el confinament d’un pilar, que són les dues opcions més utilitzades per reforçar amb FRP. El reforç d’estructures de formigó és el camp de la construcció on més ràpidament i amb major èxit s’estan aplicant els reforços amb FRP, degut a les propietats tant avantatjoses que presenten, entre altres, resistència a la corrosió i lleugeresa, que es tradueix en estalvi de transport i posada en obra

Instrumentació i anàlisi de dades d'assaigs de bigues de formigó armades amb barres de FRP

Estudi experimental del comportament de bigues de formigó armades amb barres de materials compostos de matriu polimèrica (FRP)

Modelització de la contribució del formigó traccionat entre fissures en estructures reforçades amb armadures de materials compostos amb matriu polimèrica (FRP).

El present treball s’emmarca dins el camp de les estructures de formigó, i mésconcretament, a les que es troben reforçades amb armadures de materials compostos amb matriu polimèrica, és a dir FRP “Fiber Reinforced Polymer”

Effective Structural Concrete Repair, Volume 2 of 3, Use of FRP to Prevent Chloride Penetration in Bridge Columns, March 2004

Structural concrete is one of the most commonly used construction materials in the United States. However, due to changes in design specifications, aging, vehicle impact, etc. – there is a need for new procedures for repairing concrete (reinforced or pretressed) superstructures and substructures. Thus, the overall objective of this investigation was to develop innovative cost effective repair methods for various concrete elements. In consultation with the project advisory committee, it was decided to evaluate the following three repair methods: • Carbon fiber reinforced polymers (CFRPs) for use in repairing damaged prestressed concrete bridges • Fiber reinforced polymers (FRPs) for preventing chloride penetration of bridge columns • Various patch materials The initial results of these evaluations are presented in this three volume final report. Each evaluation is briefly described in the following paragraphs. A more detailed abstract of each evaluation accompanies the volume on that particular investigation.

Evaluation of Post-Tension Strengthened Steel Girder Bridge Using FRP Bars, 2003

Many state, county, and local agencies are faced with deteriorating bridge infrastructure composed of a large percentage of relatively short to medium span bridges. In many cases, these older structures are rolled or welded longitudinal steel stringers acting compositely with a reinforced concrete deck. Most of these bridges, although still in service, need some level of strengthening due to increases in legal live loads or loss of capacity due to deterioration. Although these bridges are overstressed in most instances, they do not warrant replacement; thus, structurally efficient but cost-effective means of strengthening needs to be employed. In the past, the use of bolted steel cover plates or angles was a common retrofit option for strengthening such bridges. However, the time and labor involved to attach such a strengthening system can sometimes be prohibitive. This project was funded through the Federal Highway Administration’s Innovative Bridge Research and Construction program. The goal is to retrofit an existing structurally deficient, three-span continuous steel stringer bridge using an innovative technique that involves the application of post-tensioning forces; the post-tensioning forces were applied using fiber reinforced polymer post-tensioning bars. When compared to other strengthening methods, the use of carbon fiber reinforced polymer composite materials is very appealing in that they are highly resistant to corrosion, have a low weight, and have a high tensile strength. Before the post-tensioning system was installed, a diagnostic load test was conducted on the subject bridge to establish a baseline behavior of the unstrengthened bridge. During the process of installing the post-tensioning hardware and stressing the system, both the bridge and the post-tensioning system were monitored. The installation of the hardware was followed by a follow-up diagnostic load test to assess the effectiveness of the post-tensioning strengthening system. Additional load tests were performed over a period of two years to identify any changes in the strengthening system with time. Laboratory testing of several typical carbon fiber reinforced polymer bar specimens was also conducted to more thoroughly understand their behavior. This report documents the design, installation, and field testing of the strengthening system and bridge.

Estudio de la adherencia entre armaduras de materiales compuestos de matriz polimérica (FRP) y hormigón

En este artículo se presentan los resultados del estudio del comportamiento adherente de barras de materiales compuestos de matriz polímero (FRP), con fibras de vidrio (GFRP) y con fibras de carbono (CFRP), como armadura de hormigón. Se realizan un total de 91 ensayos según las normas ACI 440.3R-04 y CSA S806-02. Los parámetros considerados en los ensayos son la resistencia del hormigón,e l acabado superficial,e l tipo de fibra y el diámetro de la barra. Los resultados dan una estimación de la capacidad de adherencia para diferentes tipos de hormigón y armaduras. La diferencia en las propiedades y en el comportamiento adherente se traduce en una respuesta adherencia-deslizamiento distinta

Instrumentació i anàlisi de dades d'assaigs de bigues de formigó armades amb barres de FRP

Estudi experimental del comportament de bigues de formigó armades amb barres de materials compostos de matriu polimèrica (FRP)

Modelització de la contribució del formigó traccionat entre fissures en estructures reforçades amb armadures de materials compostos amb matriu polimèrica (FRP).

El present treball s’emmarca dins el camp de les estructures de formigó, i més concretament, a les que es troben reforçades amb armadures de materials compostos amb matriu polimèrica, és a dir FRP “Fiber Reinforced Polymer”

Disseny d’un banc d’assaig d’efectes diferits en elements de formigó armat amb barres FRP

L'objectiu d'aquest projecte és el disseny dels bancs d'assaig necessaris per poder realitzar tres assajos de fisuració i deformació diferida al laboratori de resistència de materials de la UdG sobre provetes i bigues de formigó armat amb FRP i estudiar- ne el comportament. El primer assaig és el de fluència del formigó, on es sotmet una proveta a una compressió mantinguda en el temps. El segon assaig és un de tracció directa, on s'aplica una càrrega a tracció mantinguda en el temps en una proveta de formigó armat amb una barra FRP de reforç intern. El tercer és un assaig a flexió, on es carregarà una biga a flexió durant un període llarg de temps

Reforç d’un element estructural mitjançant l’adhesió de làmines de compòsits reforçats amb fibres (FRP)

Aquest treball final de carrera és un estudi del reforç d’un element estructural de formigó per mitjà de fibres FRP. Podem assimilar-lo a una guia pràctica per tal que un enginyer amb coneixements de construcció, pugui reforçar un membre que ha sofert danys produïts per aguantar càrregues, oscil·lacions, etc.per les que no havia estat dissenyat. El projecte conté teoria del FRP per tal de conèixer el material que utilitzarem pel nostre reforç, les normatives i prenormatives que s’utilitzen per fer el disseny, i un exemple pràctic de càlcul del reforç d’una biga sotmesa a flexió i el confinament d’un pilar, que són les dues opcions més utilitzades per reforçar amb FRP. El reforç d’estructures de formigó és el camp de la construcció on més ràpidament i amb major èxit s’estan aplicant els reforços amb FRP, degut a les propietats tant avantatjoses que presenten, entre altres, resistència a la corrosió i lleugeresa, que es tradueix en estalvi de transport i posada en obra

Study of bond behaviour between FRP reinforcement and concrete

El uso de barras de materiales compuestos (FRP) se propone como una alternativa efectiva para las tradicionales estructuras de hormigón armadas con acero que sufren corrosión en ambientes agresivos. La aceptación de estos materiales en el mundo de la construcción está condicionada a la compresión de su comportamiento estructural. Este trabajo estudia el comportamiento adherente entre barras de FRP y hormigón mediante dos programas experimentales. El primero incluye la caracterización de la adherencia entre barras de FRP y hormigón mediante ensayos de pull-out y el segundo estudia el proceso de fisuración de tirantes de hormigón reforzados con barras de GFRP mediante ensayo a tracción directa. El trabajo se concluye con el desarrollo de un modelo numérico para la simulación del comportamiento de elementos de hormigón reforzado bajo cargas de tracción. La flexibilidad del modelo lo convierte en una herramienta flexible para la realización de un estudio paramétrico sobre las variables que influyen en el proceso de fisuración.

Theoretical model and experimental analysis of glulam beam reinforced with FRP

This work present a study of glulam beams reinforced with FRP. It was developed a theoretical model that calculates strength and stiffness of the beams. The model allows for the calculation of the bending moment, the hypothetical distribution of linear strains along the height of the beam, and considers the wood has a linear elastic fragile behavior in tension parallel to the fibers and bilinear in compression parallel to the fibers, initially elastic and subsequently inelastic, with a negative decline in the stress-strain diagram. The stiffness was calculated by the transformed section method. Twelve non-reinforced and fiberglass reinforced glulam beams were evaluated experimentally to validate the proposed theoretical model. The results obtained indicate good congruence between the experimental and theoretical values.