Investigation on behaviour of square/rectangular reinforced concrete columns retrofitted with FRP jacket

Abstract

The behaviour of fibre reinforced polymer (FRP)-wrapped concrete in circular columns has been extensively studied; however, much less is known about concrete in FRP-confined square/rectangular columns, in which the concrete is non-uniformly confined and the effectiveness of confinement is considerably reduced. This article presents the results of the numerical analysis of square/rectangular reinforced concrete (RC) columns confined with FRP jackets. Two prisms of size 250×250×500 mm and 150×300×500 mm were modelled and analysis was carried out using a non-linear finite element method. Two parameters of wrap thickness and fibre orientation were considered. The finite element analysis results were in good agreement with experimental data presented by other researchers. The numerical analysis results demonstrated significant enhancement in the compressive strength and ductility of the FRP-wrapped square/rectangular RC columns compared to unconfined RC columns. It was observed that the behaviour of the columns was greatly affected by the analysis parameters.

Gelžbetoninių kvadratinio/stačiakampio skerspjūvio formos elementų, sustiprintų polimeriniu pluoštu armuotu apvalkalu, elgsenos tyrimas

Santrauka. Apskritojo skerspjūvio armuotų betoninių elementų sustiprintų polimeriniu pluoštu armuotu apvalkalu, elgsena yra išsamiai išnagrinėta. Daug mažiau žinoma apie tokių stačiakampio skerspjūvio elementų elgseną. Tokiuose elementuose betono deformacijos suvaržomos nevienodai, dėl to mažėja sustiprinimo efektyvumas. Straipsnyje pateikiami kvadratinio ir stačiakampio skerspjūvio gelžbetoninių elementų skaitinio tyrimo rezultatai. Taikant baigtinių elementų metodą buvo atlikta dviejų 250×250×500 mm ir 150×300×500 mm prizmių netiesinė analizė. Buvo išnagrinėta po du apvalkalo storio ir pluošto orientacijos atvejus. Baigtinių elementų analizės rezultatai gerai sutapo su eksperimentiniais kitų tyrėjų pateiktais duomenimis. Tyrimo rezultatai parodė, kad sustiprinimas žymiai padidina elementų gniuždomajį stiprį ir stamantrumą lyginant su analogiškais nesustiprintų elementų rodikliais. Buvo pastebėta, kad sustiprėjimo poveikis priklauso nuo apvalkalo rodiklių.

Reikšminiai žodžiai: polimeriniu pluoštu armuotas apvalkalas, sustiprinimas, kvadratinė/stačiakampė armuoto betoninė kolona, baigtiniai elementai.

Keyword : FRP jacket, confinement, square/rectangular RC columns, finite element