Research Article

Efficient Use of Carbon Fiber Reinforced Polymer for Reinforced Concrete Beams in Three-Point Bending

Volume: 3 Number: 2 December 21, 2017
EN TR

Efficient Use of Carbon Fiber Reinforced Polymer for Reinforced Concrete Beams in Three-Point Bending

Abstract

Externally bonded fiber reinforced polymer (FRP) sheets are highly popular for reinforced concrete (RC) beams to improve their flexural performance. This paper presents the results of three-point bending tests on seven RC beams externally reinforced with carbon fiber reinforced polymers (CFRP) sheets. Two concrete mixes with different compressive strength values are prepared for the production of experimental beams (150x250x1500 mm). First four beams have been casted with concrete having mean compressive strengths of 25.7 MPa and the other three beams are made of concrete having a very low compressive strength of 6.8 MPa which fall within the expected range for RC buildings constructed before 1990s in Turkey. Three different strengthening schemes are used by bonding of FRP sheets 1) only to bottom surface of the beam; 2) to bottom surface and lateral side’s surfaces of 50 mm height including the tensile reinforcement and the concrete cover; and 3) in U-wrapping. Failure mechanisms and flexural behavior of the strengthened beams are evaluated on the basis of the effectiveness of different wrapping schemes. The results are compared with the recommendations of international code ACI 440.2R-08. The validity of perfect bond assumption of FRP-concrete interface and the tensile strain limits for FRP sheets are also examined.

Keywords

References

  1. ACI 318-11, 2011. Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. ACI Committee 318. ISBN: 9780870317446.
  2. ACI 440.2R-08, 2008. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. ISBN: 9780870312854 (2008).
  3. Aram M.R., Czaderski C., Motavalli M., 2008. Debonding Failure Modes of Flexural FRP-Strengthened RC Beams. Composites Part B: Engineering. 39(5), 826-841.
  4. Badawi M., Soudki K., 2009. Flexural strengthening of RC beams with prestressed NSM CFRP rods – Experimental and analytical investigation. Construction and Building Materials. 23(10), 3292–3300.
  5. Baggio D.F., 2013. Effect of FRP Anchors on the FRP Rehabilitation of Shear Critical RC Beams and Flexure Critical RC Slabs. Master of Applied Science Thesis University of Waterloo. Ontario Canada.
  6. Baggio D., Soudki K., Noël M., 2014. Strengthening of shear critical RC beams with various FRP systems. Construction and Building Materials. 66, 634–644.
  7. Barros J.A.O., Costa I.G., Ventura-Gouveia, A., 2011. CFRP Flexural and Shear Strengthening Technique for RC Beams: Experimental and Numerical Research. Advances in Structural Engineering. 14(3), 551-571.
  8. Büyüköztürk O., Yu, T.Y., 2006. Understanding and Assessment of Debonding Failures in FRP-Concrete Systems. Seventh International Congress on Advances in Civil Engineering. October 11-13. Yıldız Technical University Istanbul Turkey.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

H. Orhun Köksal
ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ
Türkiye

Ferruh Altınsoy
ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ
Türkiye

Selen Aktan
ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ
Türkiye

Şebnem Karahan
ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ
Türkiye

Rahman Çankaya This is me
ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ
Türkiye

Publication Date

December 21, 2017

Submission Date

July 3, 2017

Acceptance Date

August 24, 2017

Published in Issue

Year 2017 Volume: 3 Number: 2

APA
Köksal, H. O., Altınsoy, F., Aktan, S., Karahan, Ş., & Çankaya, R. (2017). Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin ve Ekonomik Kullanımı. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 3(2), 1-16. https://doi.org/10.28979/comufbed.325678
AMA
1.Köksal HO, Altınsoy F, Aktan S, Karahan Ş, Çankaya R. Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin ve Ekonomik Kullanımı. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2017;3(2):1-16. doi:10.28979/comufbed.325678
Chicago
Köksal, H. Orhun, Ferruh Altınsoy, Selen Aktan, Şebnem Karahan, and Rahman Çankaya. 2017. “Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin Ve Ekonomik Kullanımı”. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 3 (2): 1-16. https://doi.org/10.28979/comufbed.325678.
EndNote
Köksal HO, Altınsoy F, Aktan S, Karahan Ş, Çankaya R (December 1, 2017) Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin ve Ekonomik Kullanımı. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 3 2 1–16.
IEEE
[1]H. O. Köksal, F. Altınsoy, S. Aktan, Ş. Karahan, and R. Çankaya, “Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin ve Ekonomik Kullanımı”, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 3, no. 2, pp. 1–16, Dec. 2017, doi: 10.28979/comufbed.325678.
ISNAD
Köksal, H. Orhun - Altınsoy, Ferruh - Aktan, Selen - Karahan, Şebnem - Çankaya, Rahman. “Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin Ve Ekonomik Kullanımı”. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 3/2 (December 1, 2017): 1-16. https://doi.org/10.28979/comufbed.325678.
JAMA
1.Köksal HO, Altınsoy F, Aktan S, Karahan Ş, Çankaya R. Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin ve Ekonomik Kullanımı. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2017;3:1–16.
MLA
Köksal, H. Orhun, et al. “Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin Ve Ekonomik Kullanımı”. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 3, no. 2, Dec. 2017, pp. 1-16, doi:10.28979/comufbed.325678.
Vancouver
1.H. Orhun Köksal, Ferruh Altınsoy, Selen Aktan, Şebnem Karahan, Rahman Çankaya. Üç Noktalı Eğilme Altındaki Betonarme Kirişlerde Karbon Lifli Polimerin Etkin ve Ekonomik Kullanımı. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2017 Dec. 1;3(2):1-16. doi:10.28979/comufbed.325678

Cited By