Flexural behavior of RC beams strengthned with CFRP sheets using different strengthening techniques.

Due to the advantages of Fiber Reinforced Polymer (FRP) materials, they have been utilized to strengthen several reinforced concrete (RC) elements such as slabs, beams and columns. In this paper, five RC beams (200 mm width, 300 mm height, and 2750 mm length) were constructed. Four of these beams were strengthened with CFRP sheets whereas the last beam was used as a reference. Test parameters include the amount of FRP and the strengthening technique. Three strengthening techniques were used including the externally bonded technique (EB), the near surface mounted (NSM) technique using folded CFRP sheets inserted in near surface grooves, and a hybrid technique. All beams were tested under four point bending setup until failure. The control beam failed by the yielding of the tension steel followed by concrete crushing. The strengthened beams failed by steel yielding followed by either rupture or debonding of CFRP sheets at higher loads compared to the reference one. The stiffness after steel yielding and the ultimate capacity increased as the amount of CFRP increased. The strengthening technique affected the ultimate capacity of the strengthened beams. The NSM beam showed the lowest increase in the ultimate capacity (25.2%) whereas the hybrid beam showed the best performance with the highest increase in the ultimate capacity (58%) compared to the reference beam.

Member of

Journal articles

ISSN

1726-6742

Resource URL

https://hdl.handle.net/20.500.12408/5957

Citation

El Gamal, S. E., Al-Nuaimi, A., Al-Saidy, A., & Al-Shanfari, K. (2019). Flexural behavior of RC beams strengthened with CFRP sheets using different strengthening techniques. The Journal of Engineering Research, 16 (1), 35-43.

Arabic abstract

نظرا لمزايا مواد البوليمر المقوى بالألياف فقد تم استخدامها لتقوية العديد من العناصر الخرسانية المسلحة مثل البلاطات والعوارض والأعمدة. في هذا البحث، تم بناء خمسة عوارض خرسانية مسلحة بأبعاد 200× 300× 2750 مم. وتم تقوية أربع من تلك العوارض باستخدام ألياف الكربون البوليمرية في حين تم استخدام العارضة الخامسة بدون تقوية كمرجع. وتضمنت عوامل الدرسة كل من كمية ألياف الكربون البوليمرية وكذلك التقنية المستخدمة في التقوية. وقد تم استخدام ثلاث تقنيات تقوية بما في ذلك تقنية الترابط الخارجي (EB) بين الألياف والسطح الخارجي للعوارض وتقنية التركيب القريب من السطح (NSM) باستخدام نسيج ألياف الكربون المطوية التي تم إدخالها في أخاديد على سطح العوارض، وتقنية هجينة من التقنيتين السابقتين. تم اختبار جميع العوارض باستخدام حملين مركزين حتى الانهيار. فانهارت العارضة المرجعية غير المقواة عن طريق خضوع حديد التسليح متبوعًا بتهشم الخرسانة. بينما انهارت العوارض المقواة على أحمال أعلى من العارضة المرجعية عن طريق خضوع حديد التسليح متبوعا إما بتمزق ألياف الكربون البوليمرية أو تفكك التصاقها بالعوارض الخرسانية. وقد لوحظ كذلك زيادة كل من جساءة وقوة التحمل القصوى للعوارض المقواة بزيادة عدد طبقات ألياف الكربون البوليمرية. كما أثبتت الدراسة أيضا أن تقنية التقوية المستخدمة أثرت على قوة التحمل القصوى للعوارض المقواة. هذا وقد أعطت تقنية التركيب القريب من السطح (NSM) أعطت أقل زيادة في قوة التحمل القصوى للعوارض المقواة بنسبة زيادة بلغت 25.2% مقارنة بالعارضة المرجعية. بينما التقنية الهجينة أعطت أفضل أداء من حيث قوة التحمل القصوى للعوارض المقواة بنسبة زيادة بلغت 58% مقارنة بالعارضة المرجعية.