Πειραματικός προσδιορισμός της καμπύλης συνάφειας-ολίσθησης ράβδων οπλισμού GFRP σκυρόδεμα με την δοκιμή δοκού για μονότονη φόρτιση

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η πειραματική μελέτη της συνάφειας ράβδων οπλισμού GFRP σε σκυρόδεμα για μονοτονική εφελκυστική φόρτιση, με κλάδους φόρτισης-αποφόρτισης χωρίς αντιστροφή. η μελέτη γίνεται χρησιμοποιώντας μια νέα δοκιμή δοκού, που αναπτύχθηκε πρόσφατα στο εργαστήριο Δομικής Μηχανικής του ΕΜΠ. Το πειραματικό έργο που εκτελέστηκε στα πλαίσια της παρούσας εργασίας ήταν η κατασκευή τυποποιημένων δοκών-δοκιμίων με οπλισμό GFRP, και η εκτέλεση των σχετικών δοκιμών για την απόκτηση των σχετικών καμπυλών συνάφειας-ολίσθησης. Δείχθηκε ότι οι καμπύλες συνάφειας-ολίσθησης των ράβδων GFRP σε μονότονη φόρτιση παρουσιάζουν την ίδια μορφή με αυτή των ράβδων από χάλυβα. Στην καμπύλη αυτή οι κλάδοι φόρτισης και αποφόρτισης παρουσιάζουν βρόγχους υστέρησης, όπως ακριβώς συμβαίνει και στην περίπτωση του οπλισμού από χάλυβα. Σε κάθε αποφόρτιση αντιστοιχεί μια παραμένουσα ολίσθηση, που είναι ανάλογη της τάσης στην οποία έλαβε χώρα η αποφόρτιση.

Rebars made from Glass fiber reinforced polymer (GFRP), mainly due to their excellent corrosion resistant properties, have become a popular alternative reinforcing material instead of steel for developing reinforced concrete structures all over the world. The performance of the GFRP reinforced concrete structures and their failure mechanism are mainly affected by the bond strength between the GFRP rebar and concrete. In the present work, the new experimental method for studying the bond and slippage between reinforcing bars and concrete developed in the laboratory of structural mechanics at the School of Rural and Surveying Engineering was used to study the bond mechanism of GFRP rebar and concrete. Concrete beams consisting of two parts that were connected at the top with a special custom made hinge and at the bottom with the GFRP rebar were developed. Five months after casting, the specimens were subjected to plain monotonic loading and monotonic loading with various loading-unloading cycles using the four-point bending test. The results have shown that the bond-slip curves of GFRP rebars under monotonic loading are similar to the ones for steel rebars. Specifically, it was observed that after each loading-unloading (hysteresis loop) there was a remaining slippage proportional to the applied stress.