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Analysis of Scaling and Instability in FRP-Concrete Shear Debonding for Beam-Strengthening Applications / Ali-Ahmad, Mohamad K. in Journal of engineering mechanics, Vol. 133 N°1 (Janvier 2007) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°1 (Janvier 2007) . - 58-65 p. Titre : Analysis of Scaling and Instability in FRP-Concrete Shear Debonding for Beam-Strengthening Applications Titre original : Analyse de la Graduation et de l'Instabilité dans le Cisaillement FRP-Démétallisation Concret pour le Faisceau Renforçant des Applications Type de document : texte imprimé Auteurs : Ali-Ahmad, Mohamad K., Auteur ; Shahwan, Khaled W., Editeur scientifique ; Ghosn, Michel ; Subramaniam, Kolluru, Auteur Article en page(s) : 58-65 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Concrete  Fiber  reinforced  polymers  Fracture  Bonding  Beams  Concret  Ruptures  Polymères  renforcés  de  fibres  Liaison  Faisceaux Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The debonding mode of failure, which is observed in girders strengthened using externally attached fiber-reinforced polymer (FRP) sheets, is studied in this paper. A numerical analysis of the direct-shear response of FRP attached to concrete substrate is performed to study the initiation, formation, and propagation of an interfacial crack between the two adherents. The material response of the bimaterial interface, which includes postpeak softening, is incorporated into the numerical model. The load response obtained numerically is shown to be in close agreement with that determined experimentally from direct shear tests on concrete blocks strengthened with FRP sheets. An instability in the load response is predicted close to failure and the arc-length method is used to obtain the entire load response past the displacement-limit point. The instability in the load response is shown to be a result of snapback, where both the load and the displacement decrease simultaneously. The effect of the bonded length on the stress transfer between the FRP and concrete and on the ultimate failure is also analyzed. It is shown that there is a scaling in the load capacity when the bonded length does not allow for the establishment of the full stress-transfer zone associated with interface crack growth. From the results of the numerical analysis, a fundamental understanding of interfacial crack propagation and instability at failure in concrete members strengthened using externally bonded FRP is developed. Using a simple energy based formulation; it is shown that in strengthened girders, the instability at complete debonding of FRP from concrete translates into an explosive failure associated with a sudden release of energy. Le mode d'échec décollé, qui est observé dans les poutres a été renforcé, en utilisant les feuilles de tissu-renforcé extérieurement jointes du polymère (FRP), est étudié en cet article. Une analyse numérique de la réponse directe de cisaillement de FRP attaché au substrat concret est exécutée pour étudier le déclenchement, la formation, et la propagation d'une fente dièdre entre les deux adhérents. La réponse matérielle de l'interface bimaterial, qui inclut, se ramollit maximallement de poteau, est incorporée au modèle numérique. La réponse de charge obtenue numériquement est montrée pour être en accord étroit avec cela déterminé expérimentalement à partir des essais directs de cisaillement sur les blocs concrets renforcés avec des feuilles de FRP. Une instabilité dans la réponse de charge est prévue près de l'échec et la méthode d'arc-longueur est employée pour obtenir la réponse entière de charge après le point de limite de déplacement. L'instabilité dans la réponse de charge s'avère un résultat de relance, où la charge et le déplacement diminuent simultanément. L'effet de la longueur collée sur le transfert d'effort entre le FRP et le béton et sur l'échec final est également analysé. On lui montre qu'il y a une graduation dans la capacité de charge quand la longueur collée ne tient pas compte de l'établissement de la pleine zone de transfert d'effort liée à la progression de la fissure d'interface. Des résultats de l'analyse numérique, un arrangement fondamental de propagation de fissure dièdre et l'instabilité à l'échec dans les membres concrets ont renforcé en utilisant FRP extérieurement collé est développé. Employer une énergie simple a basé la formulation ; on lui montre que dans les poutres renforcées, l'instabilité à décoller complet de FRP de béton traduit en échec explosif lié à un dégagement soudain d'énergie. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : Mali-ahma@gace.net, ksubram@ce.ccny.cuny.edu, ghosn@ce.ccny.cuny.edu [article] Analysis of Scaling and Instability in FRP-Concrete Shear Debonding for Beam-Strengthening Applications = Analyse de la Graduation et de l'Instabilité dans le Cisaillement FRP-Démétallisation Concret pour le Faisceau Renforçant des Applications [texte imprimé] / Ali-Ahmad, Mohamad K., Auteur ; Shahwan, Khaled W., Editeur scientifique ; Ghosn, Michel ; Subramaniam, Kolluru, Auteur . - 58-65 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°1 (Janvier 2007) . - 58-65 p. Mots-clés : Concrete  Fiber  reinforced  polymers  Fracture  Bonding  Beams  Concret  Ruptures  Polymères  renforcés  de  fibres  Liaison  Faisceaux Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The debonding mode of failure, which is observed in girders strengthened using externally attached fiber-reinforced polymer (FRP) sheets, is studied in this paper. A numerical analysis of the direct-shear response of FRP attached to concrete substrate is performed to study the initiation, formation, and propagation of an interfacial crack between the two adherents. The material response of the bimaterial interface, which includes postpeak softening, is incorporated into the numerical model. The load response obtained numerically is shown to be in close agreement with that determined experimentally from direct shear tests on concrete blocks strengthened with FRP sheets. An instability in the load response is predicted close to failure and the arc-length method is used to obtain the entire load response past the displacement-limit point. The instability in the load response is shown to be a result of snapback, where both the load and the displacement decrease simultaneously. The effect of the bonded length on the stress transfer between the FRP and concrete and on the ultimate failure is also analyzed. It is shown that there is a scaling in the load capacity when the bonded length does not allow for the establishment of the full stress-transfer zone associated with interface crack growth. From the results of the numerical analysis, a fundamental understanding of interfacial crack propagation and instability at failure in concrete members strengthened using externally bonded FRP is developed. Using a simple energy based formulation; it is shown that in strengthened girders, the instability at complete debonding of FRP from concrete translates into an explosive failure associated with a sudden release of energy. Le mode d'échec décollé, qui est observé dans les poutres a été renforcé, en utilisant les feuilles de tissu-renforcé extérieurement jointes du polymère (FRP), est étudié en cet article. Une analyse numérique de la réponse directe de cisaillement de FRP attaché au substrat concret est exécutée pour étudier le déclenchement, la formation, et la propagation d'une fente dièdre entre les deux adhérents. La réponse matérielle de l'interface bimaterial, qui inclut, se ramollit maximallement de poteau, est incorporée au modèle numérique. La réponse de charge obtenue numériquement est montrée pour être en accord étroit avec cela déterminé expérimentalement à partir des essais directs de cisaillement sur les blocs concrets renforcés avec des feuilles de FRP. Une instabilité dans la réponse de charge est prévue près de l'échec et la méthode d'arc-longueur est employée pour obtenir la réponse entière de charge après le point de limite de déplacement. L'instabilité dans la réponse de charge s'avère un résultat de relance, où la charge et le déplacement diminuent simultanément. L'effet de la longueur collée sur le transfert d'effort entre le FRP et le béton et sur l'échec final est également analysé. On lui montre qu'il y a une graduation dans la capacité de charge quand la longueur collée ne tient pas compte de l'établissement de la pleine zone de transfert d'effort liée à la progression de la fissure d'interface. Des résultats de l'analyse numérique, un arrangement fondamental de propagation de fissure dièdre et l'instabilité à l'échec dans les membres concrets ont renforcé en utilisant FRP extérieurement collé est développé. Employer une énergie simple a basé la formulation ; on lui montre que dans les poutres renforcées, l'instabilité à décoller complet de FRP de béton traduit en échec explosif lié à un dégagement soudain d'énergie. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : Mali-ahma@gace.net, ksubram@ce.ccny.cuny.edu, ghosn@ce.ccny.cuny.edu