STRENTHENING OF SHORT REINFORCEMENT CONCRETE CORBEL USING STEEL ACCESSORY

摘要

In the paper experimental investigation results of three elements are presented. Two of them were made of reinforced concrete. The strengthened bracket had the steel accessory mounted to cracked loaded corbel (while it was loaded to half ultimate force of the reference element), the reference one was tested without any accessory. The third corbel was the steel accessory mounted to the concrete column. Full scale corbels were 450 mm deep and 250 mm wide, steel accessory was 320 mm high. The aim of the research was to verify the following thesis: short corbels (shear slenderness a_c/h ≈ 0,3) can be strengthened by a steel accessory. Load carrying capacity of strengthened member increased by 40 %. The ultimate force obtained for the steel accessories mounted to concrete column was 66 % of reference value. While testing some observations and measurements (strain of reinforcement and concrete, development of cracking) were made which allowed to describe corbel behaviour under increasing load.%Problematyka wzmacniania wsporników żelbetowych była podejmowana przez różne ośrodki badawcze na świecie. Do elementów montowano dodatkowe zbrojenie stalowe bez przyczepności do betonu lub przyklejano taśmy bądź maty z włókien CFRP. Na podstawie przytoczonych prac można stwierdzić, że niszczenie modeli wzmocnionych CFRP przebiega gwałtownie, jest niesygnalizowane a nośność wsporników jest ograniczana przyczepnością taśm lub mat do betonu. Badano również wsporniki z wklejonymi prętami stalowymi. Kolejnym sposobem na wzmacnianie wsporników jest użycie stalowego akcesorium zamocowanego za pomocą prętów wklejonych do słupa. Do badań prezentowanych w niniejszym artykule przygotowano trzy elementy. Dwa wsporniki wykonano jako elementy żelbetowe o wysokości 450 mm, szerokości 250 mm, stopniu zbrojenia podłużnego p_l ≈ 0,6% oraz smukłości a_c/d ～ 0,3. Oprócz zbrojenia głównego zastosowano w nim cztery dwucięte strzemiona wykonane z pręta ø 8. Element F - I obciążono i utrzymując siłę zewnętrzną wzmocniono poprzez zamontowanie akcesorium stalowego za pomocą gwintowanych prętów wklejonych M20. Wspornik referencyjny (F - 0) zbadano bez zastosowania elementu wzmacniającego. Element F - II wykonano jako słupek, do którego zamocowano identyczne jak w F - I elementy stalowe. Elementy badano w pozycji obróconej obciążając je symetrycznie. Najistotniejszą obserwacją są wartości sił niszczących poszczególne elementy. Nośność F - 0 wynosiła 990 kN, F - I była równa 1390 kN podczas gdy dla samego akcesorium (wspornika stalowego F - II) uzyskano 650 kN. Użycie akcesorium stalowego pozwoliło podnieść nośność elementu F - I o 40 % w odniesieniu do wspornika referencyjnego F - 0. Nośność wsporników stalowych (F - II) wynosiła 66 % siły niszczącej F - 0. Sztywność wspornika wzmocnionego (F - I), po zamocowaniu elementu stalowego, była zauważalnie wyższa od referencyjnego (F - 0). Zarysowanie elementów są charakterystyczne dla zniszczenia przez ścinanie. Jest to typowe zniszczenie wsporników o niskiej wartości smukłości ścinania. Zniszczenie wspornika F - II zostało zainicjowane przez uplastycznienie żebra, po którym nastąpiło niszczenie elementu (wyciąganie prętów). Bardzo istotnym ograniczeniem nośności takiego wzmocnienia jest nośność wklejenia prętów w beton. Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu można stwierdzić, że symetryczny wspornik obciążony siłą pionową może zostać wzmocniony za pomocą stalowego stołeczka (osiągnięto wzrost nośności o 40%). Wykazano, że za pomocą wklejanych do słupa prętów można zainstalować stalowe akcesoria, które mogą spełniać zadanie wsporników stalowych.