Publication

A novel mechanical clamp for strengthening of steel members using prestressed CFRP plates

Résumé

Strengthening of existing steel members using prestressed carbon fiber reinforced polymer (CFRP) plates has certain advantages over non-prestressed reinforcement, especially due to the reduction in permanent tensile stresses acting on the steel members. However, only very low prestressing levels in CFRP plates may be reached when adhesively-bonded reinforcement is used. The reason is that high interfacial shear stresses generated in the adhesive layer during the prestress release process lead to the premature debonding of the prestressed CFRP reinforcements from the steel substrate under transient service loads. In the current study, a novel unbonded mechanical clamp is proposed to anchor high prestressing forces to the steel substrate. A finite element (FE) model was used to optimize the design of the required mechanical parts. Subsequently, a set of static and fatigue tests was performed to evaluate the performance of the optimized system. The experimental results proved that the proposed system is capable of transferring the entire tensile capacity of the normal modulus CFRP reinforcing plates (50 × 1.4 mm each) to the steel substrate without any slippage of the joint. Consequently, based on the static and fatigue tests performed in the current study, it can be concluded that the proposed unbonded mechanical clamping system can be used for strengthening of existing steel structures using prestressed unbonded reinforcements (PURs) to increase the ultimate capacity and/or fatigue life.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Concepts associés (32)
Polymère renforcé de fibres de carbone
Le polymère renforcé de fibres de carbone, ou PRFC (en anglais Carbon Fiber Reinforced Polymer ou CFRP), est un matériau composite très résistant et léger. Son prix reste à l' assez élevé. De la même manière que le plastique à renfort fibre de verre est appelé plus simplement « fibre de verre », le CFRP prend la dénomination usuelle de « fibre de carbone ». La matrice généralement utilisée dans la fabrication du composite est une résine époxyde ; on peut aussi employer le polyester, le vinylester ou le polyamide.
Prestressed concrete
Prestressed concrete is a form of concrete used in construction. It is substantially "prestressed" (compressed) during production, in a manner that strengthens it against tensile forces which will exist when in service. This compression is produced by the tensioning of high-strength "tendons" located within or adjacent to the concrete and is done to improve the performance of the concrete in service. Tendons may consist of single wires, multi-wire strands or threaded bars that are most commonly made from high-tensile steels, carbon fiber or aramid fiber.
Béton armé
vignette|Armatures métalliques de renforcement du béton. vignette|« Cancer du béton » : lorsque le front de carbonatation atteint l'armature métallique, celle-ci est atteinte de rouille qui fait augmenter le volume de l'acier, conduisant à l'éclatement du béton d'enrobage, ce qui provoque des délaminations, ou comme ici des épaufrures qui mettent à nu les armatures oxydées. Le béton armé est un matériau composite constitué de béton et de barres d'acier alliant les propriétés mécaniques complémentaires de ces matériaux (bonne résistance à la compression du béton et bonne résistance à la traction de l'acier).
Afficher plus
Publications associées (71)

Influence of model uncertainty and long term deformations in action effects calculation in reinforced concrete structures

Xhemsi Malja

Most codes of practice adopt a semi probabilistic design approach for the dimensioning and assessment of structures. Accordingly, structural safety is ensured by performing limit state verifications using design values determined with adequately calibrated ...
EPFL2024
Afficher plus
MOOCs associés (4)
L'Art des Structures I - Câbles et arcs [retired]
Ce cours présente les principes du fonctionnement, du dimensionnement et de la conception des structures. L'approche est basée sur une utilisation de la statique graphique et traite en particulier des
L'Art des Structures I - Câbles et arcs
L'art des structures propose une découverte du fonctionnement des structures porteuses, telles que les bâtiments, les toitures ou les ponts. Ce cours présente les principes du dimensionnement et les s
Sorption and transport in cementitious materials
Learn how to study and improve the durability of cementitious materials.
Afficher plus

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.