Strength Degradation of Glass Fiber Reinforced Polymer Bars Subjected to Reversed Cyclic Load

Abstract

Glass fiber reinforced polymer (GFRP) due to its corrosion resistance is gaining popularity in the civil engineering community, as an alternative material to steel reinforcement. GFRP reinforced bar (rebar) has a high tensile strength with moderate elastic modulus and is elastic up to failure. However, it should not be treated in the same way as steel rebar because the interfacial bond behavior of GFRP bars to concrete is expected to vary from that of conventional steel bars, since various parameters that influence bond performance are different. This paper presents the results of an experimental and analytical studies on the bond strength of glass fiber reinforced polymer bars subjected to monotonic or reversed cyclic loads. The experimental program consisted of 30 test specimens. The test results indicated that the interfacial strength of the GFRP bars was quite different to that of the steel bars. In addition, the strength degradation of GFRP bars subjected to reversed cyclic load was more severe than that of the GFRP bars subjected to a monotonic load.

Полимеры, армированные стекловолокном, имеют повышенную коррозионную стойкость, по-этому используются в строительстве в качестве альтернативы стальной арматуре. Арматурный стержень, армированный стекловолокном, обладает высоким пределом прочности при растяжении, средним модулем упругости и упругим поведением вплоть до разрушения. При расчете данного стержня необходимо использовать нетрадиционный подход, поскольку предполагается, что связь на границе раздела между арматурным стержнем, армированным стекловолокном, и бетоном отличается от таковой для традиционных стальных стержней, так как параметры, оказывающие влияние на прочностную характеристику, имеют разные значения. Представлены результаты экспериментальных и аналитических исследований по оценке прочности связи полимерных стержней, армированных стекловолокном, при монотонной или циклической переменной нагрузке. Для экспериментальных исследований использовали 30 образцов. Установлено, что значения прочности при сдвиге по поверхности раздела для полимерных стержней, армированных стекловолокном, отличаются от таковых для стальных стержней. Процесс разупрочнения полимерных стержней, армированных стекловолокном, при циклической переменной нагрузке более жесткий, чем при монотонной нагрузке.

Полімери, армовані скловолокном, мають підвищену корозійну стійкість, тому використовуються на будівництві як альтернатива стальній арматурі. Арматурний стрижень, армований скловолокном, має високу границю міцності при розтязі, середній модуль пружності і пружну поведінку майже до руйнування. Для розрахунку даного стрижня необхідно використовувати нетрадиційний підхід, оскільки припускається, що зв’язок на границі поділу між арматурним стрижнем, армованим скловолокном, і бетоном відрізняється від такого для традиційних стальних стрижнів, оскільки параметри, що мають вплив на міцнісну характеристику, мають різні значення. Представлено результати експериментальних і аналітичних досліджень щодо оцінки міцності зв’язку полімерних стрижнів, армованих скловолокном, за монотонного або циклічного змінного навантаження. Для експериментальних випробувань використовували 30 зразків. Установлено, що значення міцності при зсуві по поверхні поділу для полімерних стрижнів, армованих скловолокном, відрізняються від таких для стальних. Процес знеміцнення полімерних стрижнів, армованих скловолокном, під час циклічного змінного навантаження більш жорсткий, аніж за монотонного навантаження.