Analysis and design of FRP externally-reinforced concrete beams against debonding-type failures

Abstract

Epoxy-bonding of FRP plates to the tensile face of RC beams has been shown to be an effective repair and strengthening technique. However, local failure by debonding or ripping of concrete cover has been reported in experiments to be a likely mode of failure due to high interfacial shear and normal stress concentrations. Predictive models for finding the interfacial shear stress have been reviewed and evaluated using experimental data reported in the literature. The most critical parameters governing the interfacial shear strength and stress as determined by the models were also examined. Through understanding of the conditions that result in debonding failure, a better approach towards designing FRP-plated RC beams against this mode of failure might be achieved.

Résumé

Le renforcement externe d'éléments en béton armé à l'aide de plaques synthétiques renforcées de fibres (FRP), s'est révélé être une technique efficace de réhabilitation des structures. Cependant, la rupture locale par décollement ou fissure du béton a été présentée dans des essais comme le mode de rupture le plus fréquent à cause de la forte concentration des contraintes de cisaillement et normales aux extrémités des plaques. Des modèles théoriques visant à trouver les contraintes de cisaillement ont été examinés et évalués en utilisant des données expérimentales rapportées dans la littérature. Les paramètres les plus critiques gouvernant la contrainte de cisaillement et la résistance au cisaillement de l'interface colle-béton, comme déterminé par les modèles théoriques, ont aussi été examinés. Pour comprendre les effets qui résultent de la rupture par décollement, une meilleure méthode de conception peut être réalisée afin d'éliminer ou de retarder ce mode de rupture.