Four-Point Bending Test of Reinforced Concrete Beams Strengthening with Epoxy Resin Bonded Steel Plates
Abstract
This research work is aimed to experimentally study the structural behavior on strength capacity and deformation of under-reinforced concrete beams strengthened in flexure with externally epoxy bonded steel plates to the tension face of the beams under four-point bending test. In the experimental program, a total of twelve simply supported beam specimens that consist of four ordinary reinforced concrete beams as control beams and the remaining eight reinforced concrete beams externally reinforced with bonded steel plates, have been designed and all tested in laboratory under monotonically increasing symmetrical loads. The interested parameters involving the concrete compressive strength, the steel plate thickness, and the type of reinforcing steel bars on the beam sections which may be singly or doubly reinforcements are simultaneously considered and investigated. The obtained results are dealt with for the load-deflection relationships, initial cracking load, yielding load, and ultimate load. The failure mode and cracking behavior of tested beams are presented and discussed in details. The tests indicate that the premature failure due to plate-end peeling is one of the major factors to decrease the efficiency and performance of flexural strengthening reinforced concrete beams.
References
Nilson AH, Winter G. Design of Concrete Structures. 11th ed. Singapore: McGraw-Hill Inc.; 1991.
Nawy EG. Reinforced Concrete: A funda-mental Approach. 4th ed. New Jersey: Prentice Hall Inc.; 2000.
Reid ILK. Concrete Bridge Strengthening and Repair. London: Thomas Telford Ltd.; 2009.
Oehlers DJ, Bradford MA. Composite Steel and Concrete Structural Members: Fundamental Behaviour. Oxford: Elsevier Science Ltd.; 1995.
Hollaway LC, Leeming MB. Strengthening of Reinforced Concrete Structures: Using Externally-Bonded FRP Composites in Structural and Civil Engineering. Cam-bridge: Woodhead Publishing; 2001.
Oehlers DJ, Seracino R. Design of FRP and Steel Plated RC Structures: Retro-fitting Beams and Slabs for Strength, Stiffness and Ductility. Oxford: Elsevier Ltd.; 2004.
Jones R, Swamy RN, Ang TH. Under- and over-reinforced concrete beams with glued steel plates. Int J Cem Compos Lightweight Concr. 1982; 4: 19-32.
Eberline DK, Klaiber FW, Dunker K. Bridge strengthening with epoxy-bonded steel plates. Transp Res Rec. 1988; 1180: 7-11.
Oehlers DJ. Reinforced concrete beams with plates glued to their soffits. J Struct Eng. 1992; 118: 2023-38.
Ziraba YN, Baluch MH. Computational model for reinforced concrete beams strengthened by epoxy bonded steel plates. Finite Elem Anal Des. 1995; 20: 253-71.
Li A, Assih T, Delmas Y. Influence of the adhesive thickness and steel plate thick-ness on the behaviour of strengthened concrete beams. J Adhes Sci Technol. 2000; 14: 1639-56.
Teng JG, Yao J. Plate end debonding failures of FRP-or steel-plated RC beams: A new strength model. Proceedings of the International Symposium on Bond Behaviour of FRP in Structures, 2005 December 7-9, Hong Kong, 283-90, 2005.
Jumaat MZ, Alam MA. Experimental and analytical investigations on the structu-ral behaviour of steel plate and CFRP laminate flexurally strengthened rein-forced concrete beams. J Appl Sci. 2008; 8: 4383-9.
Chang X, Yan A, Tang C. Numerical simu-lation of mixed-mode crack induced failure of steel plate strengthened con-crete beam. Adv Mat Res. 2011; 152-3: 171-4.
Ozbek E, Bocek M, Aykac S. Strengthen-ing of RC beams with solid steel plates. Athens J Technol Eng. 2016; 3: 291-8.
Yannian Z, Jun X, Liu W. Experimental study on RC T-section beams streng-thened with bottom steel plates. Jordan J Civ Eng. 2018; 12: 502-15.
Abtan YG. Effective length and area of bolted steel plates attached externally to strengthen reinforced concrete beams. IOP Conf Ser Mater Sci Eng. 2020; 737: 012012.
Wojtczak E, Rucka M, Knak M. Detection and Imaging of Debonding in Adhesive Joints of Concrete Beams Strengthened with Steel Plates Using Guided Waves and Weighted Root Mean Square. Materials. 2020; 13: 2167.
Thamrin R, Zaidir Z, Desharma S. Debonding failure analysis of reinforced concrete beams strengthened with CFRP plates. Polymers. 2021; 13: polym 13162738.
Zhou B, Wu R-Y, Yin S. Stress field approach for prediction of end concrete cover separation in RC beams strength-ened with FRP reinforcement. Polymers. 2022; 14: polym14050988
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 UTK RESEARCH JOURNAL

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
กองบรรณาธิการวารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ มีความยินดีที่จะรับบทความจากอาจารย์ นักวิจัย นักวิชาการทั้งภายในและภายนอกมหาวิทยาลัย ในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้แก่ สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และสาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง รวมถึงสาขาต่างๆ ที่มีการบูรณาการข้ามศาสตร์ที่เกี่ยวข้องวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่เขียนเป็นภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษ ซึ่งผลงานวิชาการที่ส่งมาขอตีพิมพ์ต้องไม่เคยเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์อื่นใดมาก่อน และต้องไม่อยู่ในระหว่างการพิจารณาของวารสารอื่น
การละเมิดลิขสิทธิ์ถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ส่งบทความโดยตรง บทความที่ได้รับการตีพิมพ์ต้องผ่านการพิจารณากลั่นกรองคุณภาพจากผู้ทรงคุณวุฒิและได้รับความเห็นชอบจากกองบรรณาธิการ
ข้อความที่ปรากฏอยู่ในแต่ละบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเล่มนี้ เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่าน ไม่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพแต่อย่างใด ความรับผิดชอบด้านเนื้อหาและการตรวจร่างบทความแต่ละบทความเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
กองบรรณาธิการขอสงวนสิทธิ์มิให้นำเนื้อหา หรือข้อคิดเห็นใดๆ ของบทความในวารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ ไปเผยแพร่ก่อนได้รับอนุญาตจากกองบรรณาธิการ อย่างเป็นลายลักษณ์อักษร ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสาร