Strengthening substandard steel beams using Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) may be limited by the premature failure caused by debonding in the adhesive layer commonly used to attach the CFRP to the steel beam. Prestressing the (CFRP) laminates is a technique that can improve the effectiveness of such strengthening method and improve both the strength and serviceability behavior of steel beams by increasing the overall member stiffness. Previous studies introduced analytical models to predict the stresses distribution over the contact area between the (CFRP) laminate and the steel beam. However, such studies did not consider the importance of using mechanical anchorage which was found essential to maintain the prestressing force in the (CFRP) laminate. In this study, an analytical model is presented to predict the shear and normal stresses affecting the adhesive layer of steel I-beams subjected to flexural two point loads and strengthened with prestressed CFRP laminate when mechanical anchorage system is used. The equations were employed to calculate the stress on beams tested in an experimental program carried out to evaluate the performance of the proposed strengthening system.
تزايد في السنوات الأخيرة استخدام ألواح المواد المرکبة المقواة بالکربون في إصلاح وتقوية المنشآت الخرسانية المسلحة في حين ظل استخدامه لتقوية المنشآت المعدنية محدودا. يرجع هذا الى الانهيار الانفصالي عند نهاية طرف اللوح. لقد وجد في دراسات سابقة ان استخدام الواح کربونية سابقة الاجهاد يقلل من تأثير الاجهادات المتولدة في منطقة الاتصال بين الالواح وبين سطح العنصر الذي تتم تقويته. بعض الدراسات قامت بتقديم نموذج رياضي لحساب الاجهادات في منطقة الاتصال. هذه الدراسات اهملت تأثير التثبيت الميکانيکي للألواح والذي من شأنه تحسين قوة الالتصاق في منطقة التماس والمحافظة على القوى المسبقة الاجهاد في الالواح. تتناول هذه الدراسة برنامجا عمليا لاختبار وتقييم تسعة کمرات معدنية مقواه بألواح البوليمرات المسلحة بألياف الکربون ودراسة تأثير وفوائد استخدام التثبيت الميکانيکي على أدائها وعلى طريقة الانهيار الذي تتعرض له. کما تتضمن الدراسة تطوير نموذج رياضي لتحليل اجهادات القص والشد في منطقة الاتصال. وقد وجد ان النموذج الرياضي قد اعطى نتائج مرضية کما وجد من البرنامج العملي ان طريقة التثبيت الميکانيکي واجهاد الواح الکربون کان فعالا وأعطى نتائج أفضل من التقوية بدونهم.
Gharib, M., Sayed-Ahmed, E., & Khedr, M. (2016). INTERFACIAL STRESS OF STEEL BEAMS STRENGTHENED WITH PRESTRESSED CFRP LAMINATE AND MECHANICAL ANCHORAGE.. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector, 11(38), 227-238. doi: 10.21608/auej.2016.19487
MLA
Moahmed A Gharib; Ezzeldin Y Sayed-Ahmed; Mohamed A Khedr. "INTERFACIAL STRESS OF STEEL BEAMS STRENGTHENED WITH PRESTRESSED CFRP LAMINATE AND MECHANICAL ANCHORAGE.". Journal of Al-Azhar University Engineering Sector, 11, 38, 2016, 227-238. doi: 10.21608/auej.2016.19487
HARVARD
Gharib, M., Sayed-Ahmed, E., Khedr, M. (2016). 'INTERFACIAL STRESS OF STEEL BEAMS STRENGTHENED WITH PRESTRESSED CFRP LAMINATE AND MECHANICAL ANCHORAGE.', Journal of Al-Azhar University Engineering Sector, 11(38), pp. 227-238. doi: 10.21608/auej.2016.19487
VANCOUVER
Gharib, M., Sayed-Ahmed, E., Khedr, M. INTERFACIAL STRESS OF STEEL BEAMS STRENGTHENED WITH PRESTRESSED CFRP LAMINATE AND MECHANICAL ANCHORAGE.. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector, 2016; 11(38): 227-238. doi: 10.21608/auej.2016.19487
)
View on SCiNiTO