Wzmocnienie na zginanie na podstawie fib Bulletin 90

Abstrakt

Wzmacnianie elementów żelbetowych na zginanie przy użyciu taśm i mat kompozytowych jest powszechnie stosowaną metodą zwiększania nośności. Potrzeba zwiększenia nośności może wynikać ze zmiany funkcji użytkowej obiektu, jak również z powstania dodatkowego obciążenia skupionego lub liniowego na stropie. Taki przykład jest podstawą niniejszego artykułu, w którym zaprezentowano projektowanie wzmocnienia płyty na zginanie przy użyciu taśm węglowych (Carbon Fiber Reinforced Polymer – CFRP), według wytycznych fib Bulletin 90 w wersji dokładnej. Analizie poddano płytę żelbetową wzmocnioną 3 taśmami na 1 metr szerokości płyty. Dodatkowe obciążenie wynikało z zaprojektowania nowej ściany. W pierwszym kroku obliczenia zostały wykonane w odniesieniu do możliwości odspojenia taśmy w części środkowej. Ze względu na symetrię analizowano tylko połowę płyty, rozpoczynając położenie kolejnych przekrojów od środka belki. Metoda dokładna opiera się na analizie naprężeń przyczepności taśm CFRP do betonu na odcinkach między rysami. Warunek nośności jest spełniony, jeśli siła rozciągająca w taśmach CFRP ΔFfEd jest niższa niż siła przyczepności taśm do betonu ΔFfRd na każdym odcinku pomiędzy rysami: ΔFfEd ≤ ΔFfRd. Siła występująca w taśmach CFRP w miejscach, gdzie założono położenie kolejnych rys została ustalona iteracyjnie na podstawie równowagi przekrojów. W przedstawionym przykładzie warunek ten został spełniony w każdym analizowanym przekroju. Następnie wykonano obliczenia odnoszące się do możliwości odspojenia taśmy w miejscu zakotwienia.