1. Structural performance of FRP-concrete hybrid beams with flexible shear connection
- Author
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Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental, Gil Espert, Lluís, Neagoe, Catalin Andrei, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental, Gil Espert, Lluís, and Neagoe, Catalin Andrei
- Abstract
La sostenibilidad de los edificios y de las infraestructuras públicas es un tema de importancia reciente puesto en discusión por la comunidad de ingeniería. La necesidad de diseñar estructuras con bajos requerimientos de mantenimiento y durabilidad a largo plazo puede ser resuelta mediante la introducción de nuevos materiales de construcción o la implementación de sistemas estructurales innovadores. En este sentido, los polímeros reforzados con fibras (FRP) representan una de las soluciones en el campo de la ingeniería civil que ofrecen resultados prometedores. Para optimizar el uso de secciones de FRP los investigadores han propuesto la creación de sistemas híbridos donde se combinan materiales compuestos con materiales convencionales, tales como el hormigón. Las soluciones híbridas mejoran la rigidez, la ductilidad y la resistencia a pandeo de los elementos aislados de material compuesto. Debido a la novedad y a la variedad de soluciones híbridas, la tecnología requiere de la realización de más ensayos experimentales para valorar su viabilidad. Además, en la actualidad hay una falta de códigos prescriptores y normas que ayuden al diseño de estructuras construidas con perfiles compuestos y, por consiguiente, los elementos mixtos requieren del desarrollo de modelos predictivos fiables. Por lo tanto, la presente investigación tiene como objetivo estudiar el comportamiento estructural de vigas híbridas hechas de perfiles pultrusionados de FRP unidos a losas de hormigón, mediante la realización de una investigación experimental, analítica y numérica. Puesto que los efectos de deslizamiento en la interfaz han sido mayoritariamente ignorados en el pasado, la tesis se centra también en la influencia de la flexibilidad de la conexión sobre el comportamiento de flexión. Con respecto a la campaña experimental, se han fabricado y ensayado a flexión ocho vigas de perfiles de FRP de fibra de vidrio (GFRP) y hormigón, con conectores mecánicos en el rasante. También se ha compara, Sustainability of buildings and public infrastructure is a relatively recent topic put into discussion by the engineering community. A solution to designing structures that have long-term durability and low maintenance requirements is to introduce new construction materials or to implement new structural systems. In this regard, fiber reinforced polymers (FRP) represent one of the novel solutions in the civil engineering field that offer promising results. To optimize the use of FRP shapes, researchers have proposed to form hybrid structural systems by combining the composite materials with conventional materials, such as concrete, in order to improve on the stiffness, ductility, and buckling resistance of single FRP members. However, due to the novelty and wide variety of hybrid elements, the technology demands further experimental testing to prove its viability. In addition, because there is a current lack of mandatory codes for the design of structures built with composite profiles and consequently FRP-concrete members, reliable predictive models have to be developed. Addressing the above-mentioned issues is essential in lessening the introduction of advanced composite materials in common types of public works and constructions. The present research aimed thus to study the structural performance of hybrid beams made of FRP pultruded profiles attached to concrete slabs by carrying an experimental, analytical, and numerical investigation. Since interface slip effects had been largely overlooked in the past, the thesis focused also on the influence of the connection flexibility over bending behavior. With respect to the developed experimental campaign, eight glass FRP-concrete hybrid beams with mechanical shear connectors were fabricated and their flexural behavior was assessed against that of equivalent reinforced concrete beams and single GFRP structural profiles. The variables of the research were the type of hybrid cross-section and the concrete strength class., Postprint (published version)
- Published
- 2016