Analytical Analysis of the Interfacial Stress in Damaged Reinforced Concrete Beams Strengthened by Bonded Composite Plates

Abstract

A theoretical method to predict the interfacial stresses in the adhesive layer of damaged reinforced concrete beams strengthened with externally bonded carbon fiber-reinforced polymer plate is presented. The adopted model is developed including the adherend shear deformations by assuming a linear shear stress through the depth of the reinforced concrete beam, while all existing solutions neglect this effect. In addition, in the present study the anisotropic damage model is adopted to describe the damage of the reinforced concrete beams. It is shown that the damage has a significant effect on the interfacial stresses in fiber-reinforced polymer damaged reinforced concrete beam.

Предложен аналитический метод оценки межповерхностных напряжений в слоях поврежденных железобетонных балок, укрепленных наружными композитными пластинами из армированного волокнами углепластика. Предложена модель, которая, в отличие от существующих решений, учитывает наличие межповерхностных касательных деформаций путем постулирования линейного распределения касательных напряжений по глубине железобетонной балки. Разработана анизотропная модель разрушения, описывающая процесс повреждения железобетонной балки. Установлено, что повреждение существенно влияет на величину межповерхностных напряжений в поврежденных железобетонных балках, армированных композитными пластинами.

Запропоновано аналітичний метод оцінки міжповерхневих напружень у шарі пошкоджених залізобетонних балок, що закріплені зовнішніми композитними пластинами з армованого волокнами вуглепластика. Запропоновано модель, яка, на відміну від існуючих рішень, враховує наявність міжповерхневих дотичних деформацій шляхом постулювання лінійного розподілу дотич- них напружень по глибині залізобетонної балки. Розроблено анізотропну модель руйнування, що описує процес пошкодження залізобетонної балки. Установлено, що пошкодження суттєво впливає на величину міжповерхневих напружень у пошкоджених залізобетонних балках, армованих композитними пластинами.